Утворення агрегатів багатостінкових вуглецевих нанотрубок, диспергованих у нематичному рідкому кристалі 5СВ, досліджено різними методами (мікроскопія, оптичне пропускання, електропровідність, диференціальна сканувальна калориметрія і методи сингулярної оптики). Здійснено моніторинг формування агрегатів у часовому масштабі декількох годин та запропоновано фізичну модель, яка описує їх утворення. Припускається, що агрегати складаються зі "скелета" із нанотрубок, упорядкованих у стохастичну фрактальну структуру, та оболонки ("шуби") з інкорпорованих та прилеглих молекул нематика. Агрегати цього типу ("S-агрегати") можна розглядати як квазімакроскопічні частинки у нематичній матриці. Експериментальні результати, одержані за різними методами, узгоджуються між собою та з пропонованою фізичною картиною.

Проведено порівняльні дослідження утворення агрегатів вуглецевими нанотрубками різної геометрії, диспергованими у нематичному рідкому кристалі 5СВ. Картина агрегації виявилася подібною для багато- (БСНТ) та одностінкових нанотрубок, без істотного впливу аспектного відношення. В той же час, для "коротких" БСНТ концентраційний поріг агрегації був у кілька разів вищим у порівнянні з "довгими". Запропоновано модель, яка описує можливі ефекти вигинання нанотрубок, що орієнтуються рідкокристалічним середовищем, причому процес агрегації контролюється ефективними значеннями довжини нанотрубки та її аспектного відношення. Одержані результати дають узгоджену картину, яка пов'язує геометричні параметри нанотрубок, їх концентрацію у нематичній дисперсії, параметр орієнтаційного порядку, залежне від температури оптичне пропускання дисперсії та швидкість утворення агрегатів, що визначає часову стабільність одержаних композитних матеріалів.

Індекс рубрикатора НБУВ: В374 + В381.531

Рубрики:

Оптичні властивості твердих тіл. Оптичні властивості кристалів (кристалооптика)

Сцинтилятори для лічильників

Шифр НБУВ: Ж41115 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Optical transmission and electric conductivity were measured for dispersions of multiwalled carbon nanotubes (MWCNT), organomodified montmorillonite (MMT) and for hybrid dispersions of MWCNT + MMT in 5CB nematic liquid crystal (LC). The optical transmittance jump at the nematic-isotropic transition was observed in MMT + LC (~ 0,1 % wt. of MMT). This behaviour was qualitatively similar to that of reported earlier for MWCNT + LC (~ 0,1 % wt. of MWCNT) nanocomposites, suggesting exfoliation of the organoclay plate-like particles and their incorporation into the orientationally ordered nematic structure. In hybrid dispersions the effect of MWCNT and MMT on optical transmission was additive. Noticeable differences in the electric conductivity behaviour for composites filled with MWCNTs and organomodified MMT were observed. It was shown that MWCNTs facilitated and MMT hindered the electric field-induced transition from planar to homeotropic state in the LC cell.

Проведено порівняльні дослідження дисперсій анізотропних частинок різних типів у холестеричних рідких кристалах, а саме, стрижнеподібних вуглецевих нанотрубок (ВНТ) і платівкоподібних ексфолійованих частинок органомодифікованих глин - лапоніту та монтморилоніту. Для характеризації використано спектри селективного відбивання холестеричної планарної текстури та зміни величини оптичного пропускання за температури переходу в ізотропну фазу. Відзначено значні відмінності для систем із ВНТ на базі суто стероїдних матриць і нематико-холестеричних сумішей із нематичним 5СВ, які, вірогідно, відображають різницю у взаємодії ВНТ із ароматичними та неароматичними молекулами. Вплив платівок глин на селективне відбивання був значно меншим у порівнянні з ВНТ, що можна пояснити стабілізуючою дією пласких частинок на планарну холестеричну текстуру. Процеси агрегації ВНТ в холестеричних матрицях йдуть значно повільніше, ніж у нематиках, внаслідок більш високої ефективної в'язкості.

Для рідкокристалічних дисперсій вуглецевих нанотрубок (ВНТ) досліджено стабільність їх характеристик у часі трьома різними методами (залежності оптичного пропускання та електропровідності від часу, а також електропровідності від прикладеної напруги за умов переходу Фредерікса). Одержані результати вказують на те, що індукція спірального закручування у нематичній матриці значно уповільнює процес агрегації ВНТ, причому похідні холестерину діють більш ефективно, ніж нестероїдні оптично активні допанти. Це надає можливість розглядати такі дисперсії як перспективні функціональні матеріали з підвищеною часовою стабільністю.

Проведено порівняльні дослідження багато- та одностінкових вуглецевих нанотрубок (ВНТ), диспергованих у нематичній рідкокристалічній матриці. За однакових експериментальних умов відзначено різницю між багато- та одностінковими ВНТ. Найбільш істотною відмінністю є в 3 - 4 рази більшою оптична густина у нематичній фазі та значно більшим вплив на діелектричну проникність за низьких частот у разі використання одностінкових ВНТ. Це можна пояснити різницею у величинах питомої поверхні для однакових концентрацій одно- та багатостінкових нанотрубок.

Наведено результати з оптичного пропускання та селективного відбивання для дисперсій одностінкових вуглецевих нанотрубок (ОВНТ) у холестеричних рідких кристалах, що містять суміш естерів холестерину та азоксинематик ЖК-440. Показано, що оптична густина змінюється суттєво нелінійно з концентрацією ОВНТ, з мінімумом, який трактується як наслідок утаорення агрегатів нанотрубок стекінгового типу. Положення мінімуму, як і довжина хвилі максисуму селективного відбивання (крок спіралі), чутливі до частково оборотних ефектів УФ-індукованої транс-цис-транс ізомеризації. Показано, що внесення вуглецевих нанотрубок спричиняє лише незначний вплив на УФ-індуковані зміни кроку спіралі. Розглянуто можливості застосування таких матеріалів в оптоелектронних пристроях.

Індекс рубрикатора НБУВ: В371.21 + В372.35

Рубрики:

Наноструктури

Рідкі кристали

Шифр НБУВ: Ж41115 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Проведено дослідження за допомогою методів оптичного пропускання та оптичної мікроскопії для дисперсій органомодифікованого лапоніту у холестеричних рідкокристалічних (ХРК) матрицях. Використано зразки лапоніту з різним ступенем ексфоліації, одержані за різними методиками обробки, з концентраціями лапоніту у дисперсіях від 0,05 до 0,4 %. Проведено порівняння одержаних результатів з раніше одержаними даними для дисперсій вуглецевих нанотрубок за аналогічних експериментальних умов. Як загальна тенденція, на малих концентраціях наночастинки збиралися на дефектах текстури ХРК, а за більших концентрацій вони розподілялися у анізотропній рідкокристалічній структурі, причому ступінь гомогенності та характер агрегації частинок залежали від конкретних умов кожного випадку.

У сумішах нематичних рідких кристалів з протилежними знаками діелектричної анізотропії (алкілціанобіфеніли та азоксибензоли) реалізовано можливість фотоіндукованого переходу типу Фредерікса, який можна спостерігати як за оптичним пропусканням у стандартній геометрії, так і за змінами в електропровідності. УФ-опромінювання призводить до зниження порогу переходу з пленарної у гомеотропну текстуру, і за певної напруги зміщення можлива реалізація фотоіндукованого переходу. Трансцис-ізомеризація азоксикомпонента знижує анізометрію його молекул, що призводить до збільшення додатної діелектричної анізотропії матеріалу. Обговорено перспективи застосування цього ефекту в оптоелектронних пристроях.

Досліджено вплив амінокислот на селективне відбивання й оптичне пропускання стероїдних і нестероїдних холестеричних рідких кристалів (ХРК). Показано, що за температур, близьких до температури ізотропного переходу, оптичне пропускання поблизу смуги селективного відбивання вельми чутливе до присутності амінокислот, незважаючи на їх дуже низьку розчинність. Відгук ХРК різних типів був якісно подібним. Для нематико-холестеричної суміші BL061 відзначено аномальне зниження оптичного пропускання у вузькому температурному інтервалі поблизу ізотропного переходу з одночасним значним зсувом максимуму селективного відбивання у довгохвильову область. Обговорено можливості застосування запропонованого підходу під час розробки рідкокристалічних сенсорних матеріалів для детектування речовин біологічного походження.

Індекс рубрикатора НБУВ: В372.35 + В374.9

Рубрики:

Рідкі кристали

Люмінесценція твердих тіл. Люмінесценція кристалів (кристалолюмінесценція)

Шифр НБУВ: Ж41115 Пошук видання у каталогах НБУВ