ХОЛОДНЫЙ СИНТЕЗ КАРБИДА КРЕМНИЯ В КОЛЛОИДНОЙ НАНОСИСТЕМЕ SiO2-УНТ
Аннотация
Цель работы заключалась в исследовании взаимодействия наноразмерных ком-
понентов: аморфного диоксида кремния SiO2 со средним размером частиц 7 нм и массива
коротких УНТ со средним диаметром 20—40 нм, полученных электродуговым методом. Из-
учая взаимодействие наноматериалов в коллоидной наносистеме SiO2-УНТ при комнатной
температуре, в высыхающей капле (нанореакторе) обнаружено, что при длине трубок менее
0.5 мкм образуются 2 типа структур: сферические агрегаты с диаметром ~2 мкм и самоорга-
низованные стержневые гибридные структуры диаметром 250—300 нм и длиной ~4 мкм.
Теоретически доказано, что механизм формирования подобного рода структур обусловлен
наличием в закрытых коротких трубках заряженного интерфейса вблизи границы шапка/остов
УНТ, повышающего их реакционную способность. Формирование стержневых структур об-
условлено ковалентным взаимодействием, сферических агрегатов — взаимодействием Ван-
дер-ваальса. Формирование и синтез новых структур в наносистеме SiO2-УНТ подтвердились
результатами DLS анализа в коллоидных взвесях и ИК-спектроскопией порошкообразных
образцов аэросила без и с УНТ. Методом DLS было обнаружено, что добавление УНТ при-
вело к уменьшению размера исходных глобул, а анализ ИК-спектров выявил перераспределе-
ние интенсивностей и асимметрию мод колебаний. Проведенный дифракционный анализ
полученных наноструктур выявил формирование нанофазы карбида кремния. Таким образом,
в коллоидной наносистеме SiO2-УНТ проведен холодный синтез карбида кремния.
Скачивания
Литература
2. Harlamova M. V. Advances in Physical Sciences, 2013, vol. 183, no. 11, pp. 1145—1174.
3. Shokrieh M. M., Rafiee R. Mechanics of Composite Materials, 2010, vol. 46, no. 2, pp. 155—172.
4. D’Yachkov P. N. Electronic properties and application of nanotubes, Moscow: Binom. Laboratory of Knowledge. Publ., 2011, 488 p.
5. Novikov L. S., Voronina E. N., Chirskaya N. P. Journal of Advanced Materials, 2013, no. 11, pp. 12—21.
6. Byrne MT, Gun’ko YK. Advanced Materials, 2010, vol. 22, no. 15, pp. 1672—1688.
7. Bazhenov A. V., Fursova T. N., Turanov A. N., Aronin A. C., Karandashev V. K. Physics of the Solid State, 2014, vol. 56, no. 3, pp. 553—559.
8. Zhukalin D. A., Tuchin A. V., Kulikov D. G., Yatsenko A. A., Bityutskaya L. A., Lukin A. N. Kondensirovannye sredy i mezhfaznye granitsy, 2014, vol. 16, no. 1, pp. 23—26.
9. Bityutskaya L. A., Golovinskiy P. A., Zhukalin D. A., Alekseeva E. V., Avilov S. V., Lukin A. N. Kondensirovannye sredy i mezhfaznye granitsy, 2013, vol. 15,
no. 1, pp. 59—64.
10. Li L. Polymer Crystallization Enabled Carbon Nanotube Functionalization: Morphology, Structure and Applications, Diss. of Doc. of Philosophy, Drexel University, USA, 2006, 181 p.
11. McNally T., Pötschke P. UK, Cambridge: Woodhead Publishing Limited, 2011, 820 p.
12. Miao X., Qi Y., Li X., Wang Y., Li X., Tian F., Li H., Bian F., Wang J., Li X. Adv. Mat. Res., 2013, vol. 652—645, pp. 15—24.
13. Bolotov V. V., Nessov S. N., Koroussenko P. M., Povoroznyuk S. N. Technical Physics. The Russian Journal of Applied Physics, 2014, vol. 56, no. 9, pp. 1834—1838.
14. Cioslowski J., Niny R., Moncrief D. J. Am. Chem. Soc., 2002, vol. 124, pp. 8485—8489.
15. Tuchin A. V., Ganin A. A., Zhukalin D. A., Bitytskaya L. A., Bormontov E. N. Recent Adv. In Biomedical & Chem. Eng. and Mat. Sc., 2014, vol. 1, pp. 40—46.
16. Buonocore F., Trani F., Ninno D., Matteo A. D., Cantele G., Iadonisi G. Nanotech, 2008, vol. 19, pp. 025711(6).
17. Glukhova О. Е. Journal of Nano and Microsystem Technique, 2008, vol. 96, no. 7, pp. 8—12.
18. Bormontov E. N., Ganin A. A. and Bityutskaya L. A. Proceedings of SPIE, 2012, vol. 8700, pp. 870011 (9).
19. Tarasevich Yu.Yu., Pravoslavnova D. M. Technical Physics. The Russian Journal of Applied Physics, 2007, vol. 52, no. 2, pp. 159—163.
20. Bin Su, Shutao Wang, Yanling Song, Lei Jiang Nano Research, 2011, vol. 4, no. 3, pp. 266—273.
21. Zhukalin D. A., Tuchin A. V., Avilov S. V., Bitytskaya L. A., Bormontov E. N. Recent Adv. In Biomedical & Chem. Eng. and Mat. Sc., 2014, vol. 1, pp. 79—81.
22. Yang H., Beavers M., Wang Z., Jiang A., Liu Z., Jin H., Mercado B. Q., Olmstead M. M., Balch A. L. Angew. Chem. Int. Ed., 2009, vol. 48, pp. 1—6.
23. Li Q., Zhu Y. T., Kinloch I. A., Windle A. H. J. Phys. Chem. B, 2006, vol. 110, pp.13926—13930.
24. Chukin G. D. Khimiya poverkhnosti i stroenie dispersnogo kremnezema, Moscow, Paladin Publ., 2008, 172 p.
25. Shamilin S. N., Galakhov V. R., Aksenova V. I., Karpov A. N., Shvarts N. L., Yanovitskaya Z. Sh., Volodin V. A., Antonova I. V., Ezhevskaya T. B., Jedrzejewski J., Savir E., Balberg I. Fizika i tekhnika poluprovodnikov, 2010, vol. 44, no. 4. pp. 550—555.
26. Gritsenko V. A. Uspekhi fizicheskikh nauk, 2009, vol. 179, no. 9, pp. 921—930.
