Применение современных экспериментальных методов (ультрамалоуглового рассеяния рентгеновских лучей и малоуглового рассеяния нейтронов) показало, что углеродные нанотрубки в суспензиях и полимерной матрице нанокомпозитов образуют кластеры, аналогичные макромолекулярным клубкам полимерных цепей. Эта аналогия позволяет использование хорошо разработанных и опробированных методов физической химии (в том числе и фрактальной) для описания структуры указанных кластеров, которая является определяющим фактором в формировании свойств нанокомпозитов полимер/углеродные нанотрубки. Анализ структуры этих кластеров (кольцеобразных формирований) углеродных нанотрубок в полимерной матрице нанокомпозитов полипропилен/углеродные нанотрубки (нановолокна) показал, что они могут быть аналогами макромолекулярных клубков как линейных, так и разветвленных полимерных цепей, что определяется фрактальной размерностью кластеров. Граничным условием реализации того или иного типа кластеров является достижение критерия их протекаемости или фрактальной размерности кластера, равной 1,50: если эта размерность 1,50, то кластеры являются аналогом линейных полимерных цепей, а при размерности >1,50 – разветвленных. При одинаковом содержании нанонаполнителя аналоги линейных цепей позволяют получить более высокую степень усиления (модуль упругости) нанокомпозитов, чем аналоги разветвленных. В первую очередь это обусловлено более высоким уровнем межфазной адгезии полимерная матрица – нанонаполнитель для первого типа кластеров углеродных нанотрубок (нановолокон) по сравнению со вторым. Предложены уравнения, позволяющие количественную оценку степени усиления рассматриваемых нанокомпозитов на основе только степени разветвленности кластеров и содержания нанонаполнителя, которые показали хорошее соответствие с экспериментальными данными.
Целью данной работы является сравнение экранирования электрического поля у концов холодных эмиттеров на основе углеродных нанотрубок (УНТ) и наностержней оксида цинка. Были выполнены расчеты напряженности электрического поля одиночного эмиттера, и эмиттера, расположенного в центре массива из 25 одинаковых элементов. Согласно проведенным расчетам, коэффициент усиления поля у концов нанообъектов по сравнению с его средним значением для случая одиночных УНТ в 4 раза больше, чем для одиночных наностержней ZnO. В случае массива нанообъектов коэффициент усиления у конца нанотрубки лишь в 1,5 раза превышает значение такового у конца наностержня, что является результатом экранирующего влияния окружения. При сопоставимости работ выхода из углеродных нанотрубок и наностержней ZnO следует ожидать близких значений плотностей токов эмиссии катодов рассматриваемых нанообъектов. Однако, в силу геометрии, условия тепло-отвода для случая наностержней оксида цинка предпочтительней. Следствием этого может быть большая временная стабильность холодных катодов на основе наностержней оксида цинка.
Представлены результаты исследования спектральных характеристик и вязкостных параметров водных растворов поливинилового спирта (ПВС), сенсибилизированного водным раствором оксида графена при различных концентрациях (по отношению к сухому веществу ПВС) и углеродными наночастицами (фуллереном С70 и одностенными углеродными нанотрубками (ОУНТ)) в концентрации 0,1 вес. %. Полученные электронные спектры чистых растворов ПВС демонстрируют поглощение на длине волны 275–280 нм функциональной карбонильной группы (С = O), входящей в состав поливинилового спирта. Оксид графена, используемый в виде водного раствора, нейтрализует электронный переход карбонильной группы, что приводит к отсутствию пика поглощения в УФ-области. Сенсибилизация углеродными наночастицами С70 и ОУНТ сохраняет все переходы, характерные для поливинилового спирта. Снижение вязкости растворов ПВС-оксид графена связано с увеличенным расстоянием между молекулами поливинилового спирта за счет расположения между ними слоев оксида графена. Рост вязкости для водных растворов ПВС, сенсибилизированных С70 и ОУНТ, объясняется наличием крупных кластеров углеродных наночастиц, которые не взаимодействуют с полимерными молекулами ПВС.
Исследовано влияние обработки поверхностей тонких пленок на основе оксидов индия
и олова (ITO) в плазме кислорода на свободную поверхностную энергию (СПЭ). Сравни-
вались модификации на основе ITO c углеродными нанотрубками, нанесенных методом
лазерно-ориентированного осаждения, с поверхностями ITO, полученных методом
магнетронного распыления. Исследование проводилось при помощи измерения кон-
тактных углов смачивания с последующим расчетом СПЭ методом Оуэнса-Вендта.
Показано, что при совместном использовании буфера на основе углеродных нанотру-
бок (УНТ) и плазменной обработки поверхностей ITO доступна перестройка поляр-
ных и дисперсионных компонентов СПЭ в диапазонах 0,1–67,5 мДж/м2 и 9,7–
22,7 мДж/м2 . Указанные подходы позволяют расширить функционал модификаций на
основе ITO с УНТ в оптической электронике.