Запропоновано модель розпилення та випаровування графітового аноду, а також утворення вуглецевих наноструктур (ВНС) на катоді та в газовій фазі під час дугового розряду між графітовими електродами в інертному середовищі. Розроблено метод дослідження механізму одночасного формування продуктів на поверхні декількох підкладок з різних металів. Встановлено, що розроблена конструкція реактора дозволяє одержувати продукти одночасно на поверхні підкладок 9-ти різних металів за однакових термодинамічних умов одного експерименту, що вигідно відрізняє його від аналогів. Показано вплив хімічного складу стінки реактора на морфологію та структуру продуктів дугового синтезу. Встановлено, що метал в системі може виступати як в ролі каталізатора, так і інгібітора утворення тієї чи іншої структури. Вперше показано, що деякі метали є каталізаторами процесів деструкції фулеренових молекул. Вивчено наноструктури, що утворюються на катоді. Досліджено воденьсорбційні властивості та визначено воднеємність фулерено- і графітоподібних продуктів дугового синтезу.

Індекс рубрикатора НБУВ: Г741.4-4

Рубрики:

Полімерний вуглець (графіт, алмаз, фулерит)

Шифр НБУВ: Ж72631 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Можливості застосування вуглецевих наноматеріалів у багатьох областях: електроніці, електрохімії, біології, медицині та інших привертають увагу дослідників. Інтерес до нових вуглецевих структур (нанотрубок, фулеренів) зумовлений також їх унікальними механічними, електричними та магнітними властивостями, керувати якими сподіваються навчитися. Синтез вуглецевих наноматеріалів здійснюють за різними способами. Серед них метод випаровування графіту в електричній дузі в середовищі інертного газу є відносно дешевим, продуктивним та достатньо ефективним, оскільки надає змогу одержувати як розчинні, так і нерозчинні вуглецеві наноматеріали. При цьому метод дозволяє легко змінити режими синтезу, використовувати різне газове середовище і, головне, досягати високого виходу вуглецевих наноматеріалів із різною структурою та морфологією. Синтез вуглецевих наноматеріалів випаровуванням графітових електрод надає багато можливостей для одержання наноматеріалів з різними властивостями. Так, під час синтезу розчинних вуглецевих наноматеріалів у разі внесення різних хімічних елементів у плазму утворюються нові сполуки, які поєднують властивості як вуглецевих наноматеріалів, так і внесених елементів. Синтезовано нанопродукт на мідних підложжях за допомогою електродугового методу, проведено його термічні, мікроскопічні та фотоспектрометричні дослідження.

Ендоедральні фуллерени (ЕЕФ) викликають у дослідників особливий інтерес, оскільки їхні молекули мають унікальні структуру та відповідно фізико-хімічні властивості. Хімічні елементи, якими легують електроди, надають нові властивості сферичним молекулам, що утворюються в процесі синтезу. В цьому напрямку все ще багато невирішених завдань, пов'язаних із розумінням процесів, які відбуваються в карбоновій плазмі, що містить домішки різного хімічного складу, а також з процесами екстракції, виділення, розділення та ідентифікації продуктів. При виконанні досліджень акцентовано увагу на оптимізації умов синтезу ЕЕФ-вмісної сажі (суміші продуктів, яка утворилась в процесі дугового синтезу ендометалофуллеренів (МФ)), розвитку нових підходів до синтезу похідних ЕЕФ і розвитку ефективних методів екстракції ЕЕФ із продуктів синтезу. Швидка ідентифікація отриманого продукту сприятиме прискоренню досліджень у цій галузі. Мета роботи - дослідження електронних спектрів поглинання екстрактів, одержаних виділенням ЕМФ і фуллеренів із сажі, отриманої в експериментах. Це необхідно для виявлення характеристичних особливостей їхніх спектрів поглинання з метою подальшого використання для визначення синтезованих продуктів спектрофотометричним методом. ЕЕФ отримували найбільш поширеним і продуктивним методом електродугового синтезу. Описано дослідження матеріалів, які сформувались у процесі спільного дугового випаровування графіту та металів. Застосовано схему двостадійної екстракції ЕЕФ із фуллеренвмісної сажі, яка надала можливість отримати диметилформамідні розчини практично чистих ЕМФ. Показано можливість використання фотоспектрометрії для ідентифікації ЕМФ і запропоновано використовувати спектрофотометричний метод для їх детектування. Встановлено, що найчистіші фуллерити утворюються при проведенні процесів екстракції та кристалізації за максимально низьких температур.

Досліджено закономірості формуванння вуглецевих наноструктур (ВНС) електродуговим випаровуванням (ЕДВ) графіту. Описано фізико-хімічні процеси у реакторі синтезу за плазмових температур з урахуванням поведінки частинок у електромагнітних полях за екстремальних градієнтів температури та тиску. Запропоновано послідовність рівнів організації речовини при формуванні вуглецевих структур за (нано)розмірним рівнем. Досліджено самоорганізацію систем при ЕДВ графітових або графітовмісних електродів. Розглянуто механізми формування розчинних (фуллерени та фуллереноподібні структури) та нерозчинних (нанокомпозити, ВНТ, графени) ВНС. Проаналізовано процеси, що відбуваються у реакторі: процес розподілу заряджених частинок у електричній дузі в різний проміжок часу; процеси, що відбуваються на аноді; механізм утворення вуглецевої пари при випаровуванні графіту; процеси в газовій фазі та на стінках реактора в умовах електродугового розряду; модель зон реакторного простору; формування ВНС у газовій фазі та на внутрішній поверхні реактора; використання допованих електродів і металевих вставок (гільз) як каталізаторів синтезу ВНС. Проведений аналіз особливості формування наноструктурних модифікацій вуглецю: послідовність перетворень, яких зазнають вихідні вуглецьвмісні реагенти при формуванні наноструктурних модифікацій вуглецю; класифікація вуглецевих структур за розмірними рівнями. Вивчено послідовність процесів при формуванні сферичних вуглецевих молекул і розглянуто процеси та структурні перетворення. Наведено продукти (фуллерени та фуллереноподібні структури, нанокомпозити, ВНТ, графени) електродугового синтезу, а також використані сучасні методи аналізу для їх фіксації та ідентифікації.

Індекс рубрикатора НБУВ: Л428.7-1

Рубрики:

Напівпровідникова і магнітна кераміка (магнетокераміка). Оксидна кераміка (кераміка чистих окислів)

Шифр НБУВ: Ж14161 Пошук видання у каталогах НБУВ 

За допомогою методу плазмохімічного синтезу графіту марки МПГ-7 у середовищі гелію та із застосуванням каталізатора (РЦ створено вуглецеві наноматеріали (ВНМ), що містять платину: фулерени, нанокомпозити, графени, одностінні вуглецеві нанотрубки (ОВНТ) та багатостінні вуглецеві нанотрубки (БВНТ). Проведено дослідження на мікро- та нанорівнях морфології та структури матеріалів, які формуються на катоді, і вивчено вплив парів платини на формування наноструктур. За методом рентгенівського мікроаналізу встановлено вміст платини та досліджено її розподіл у кожній із складових частин одержаного депозиту та пристінній сажі. Проведено диференціально-термічний аналіз ВНМ на повітрі з застосуванням методів ТС, БТС, БТА та за відмінностями значень термостійкості ідентифіковано склад продуктів синтезу. Попередні результати показують, що такі синтезовані платиновмісні вуглецеві наноструктури придатні для технології 3D-друку CJP (друк керамікою) та надають змогу створити електроди для паливного елемента водневого циклу без нанесення шару платинового (Pt) каталізатора. Сьогодні це ключ до створення дешевих паливних комірок для водневої енергетики.

В огляді проаналізовано експериментальні та теоретичні дослідження, присвячені методам отримання ендометалофуллеренів (ЕМФ) заліза, а також роботи, що ставлять під сумнів ці результати через вкрай низьку ефективність методик, які застосовували в синтезах. Розглянуто переваги та недоліки методів, та вказано насфери можливого використання таких продуктів. Показано, що ЕМФ отримують переважно двома способами - дуговим розрядом у середовищі гелію або синтезом із застосуванням методів абляції та імплантації. Незважаючи на малу кількість робіт по залізоендофуллеренам, вдалося досягти певного прогресу в аналізі ендоедральних фуллеренів (ЕЕФ) заліза. Так, зафіксовано факт отримання Fe-ендофуллеренів з їх виділенням із суміші продуктів синтезу. Крім того, спрогнозовано вплив магнітного стану атомів металу на стабільність ЕЕФ, установлено зв'язок між виходом ЕМФ і температурою плазми, а також хімічною природою прекурсору атомів заліза. Зокрема, встановлено, що зі збільшенням атомної маси елементів вихід ЕМФ знижується по експоненційній залежності. Зроблено висновок, що магнітні властивості ЕМФ роблять їх перспективними матеріалами у галузі клінічної діагностики (контрастні речовини для магнітно-резонансної томографії та медицини (для магнітокерованої доставки лікарських препаратів безпосередньо до хворих органів).

Шифр НБУВ: Ж72631 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: В371.21 + Л710.13/14

Рубрики:

Наноструктури

Полімеризація і поліконденсація

Шифр НБУВ: Ж100480 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: К390.1-1

Рубрики:

Виробництво металевих порошків

Шифр НБУВ: Ж72631 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Розроблено схему повного циклу створення 3D-виробів, що містять вуглецеві наноструктури (ВНС). Схема враховує стан вихідного вуглецю для синтезу ВНС, а також включає підготовку ВНС до чотирьох різних технологій 3D-друку (FDM, CJP, SLA, SLS) з післяформувальною обробкою віддрукованих виробів. Розроблений цикл враховує перетворення графіту або іншого вуглецевмісного матеріалу у надрукований функціональний 3D-продукт або 3D-виріб на 3D-принтері. Цикл створення 3D-виробу включає три стадії: I - підбір вихідного матеріалу та вибір методу синтезу ВНС; II - підготовка ВНС як витратного матеріалу для 3D-друку; III - друк 3D-виробу та його післяформувальна обробка. Кожну стадію докладно описано та опрацьовано для кожної із розглянутих технологій 3D-друку (FDM, CJP, SLA, SLS). Також проаналізовано весь спектр ВНС (фулерени та фулереноподібні наноструктури, графени, вуглецеві нанотрубки (ВНТ), вуглецеві нановолокна (ВНВ), нанокомпозити та інші) та їх синтез за трьома методами (плазмохімічним в газовому та рідкому середовищі, піролітичним) у циклі 3D-друку. Виявлено переваги та недоліки розглянутих технологій 3D-друку, які здатні використовувати ВНС, а результати порівняльного аналізу зведено у таблицю. Досліджено матеріали для 3D-друку і створення композитів на їх основі, що містять розчинні та нерозчинні ВНС. Розроблено методики обробки ВНС і приготування композитів на їх основі перед застосуванням у різних технологіях 3D-друку. Наведено результати післяформувальної обробки 3D-виробів, що одержано за допомогою розглянутих технологій 3D-друку (FDM, CJP, SLA, SLS).

Індекс рубрикатора НБУВ: Г128.112/116 + Г128.13

Рубрики:

Сполуки заліза

Нікель

Шифр НБУВ: РА444098 Пошук видання у каталогах НБУВ