Влияние размеров одностенных углеродных нанотрубок в составе композита с полистиролом на их электрическое сопротивление

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Обнаружен эффект резкого уменьшения электрического сопротивления на отдельных участках поверхности одностенных углеродных нанотрубок (на 2–3 порядка величины) при уменьшении их линейных размеров в системах металл/полимерный композит/металл разной структуры. Углеродные нанотрубки были введены в композит в процессе сополимеризации со стиролом после предварительной модификации их поверхности кремнийсодержащим соединением 3-(триметоксисилил)пропилметакрилатом. Уменьшение сопротивления может объясняться переориентацией фрагментов углеродных нанотрубок относительно друг друга при изменении деформационных напряжений между ними и полимерной матрицей при измельчении материала, что приводит к изменению электронной структуры углеродных нанотрубок, введенных в полимерный композит в процессе синтеза.

Full Text

Restricted Access

About the authors

Марианна Николаевна Николаева

Институт высокомолекулярных соединений РАН

Author for correspondence.
Email: Marianna_n@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-5034-7665
Russian Federation, Санкт-Петербург

References

  1. Ballestar A., Barzola-Quiquia J., Scheike T., Esquinazi P. Josephson-coupled superconducting regions embedded at the interfaces of highly oriented pyrolytic graphite // New J. Phys. 2013. V. 15 (023024). https://doi.org/10.1088/1367-2630/15/2/023024
  2. Larkins G., Vlasov Y., Holland K. Evidence of superconductivity in doped graphite and graphene // Supercond. Sci. Technol. 2016. V. 29. N 1 (015015). https://doi.org/10.1088/0953-2048/29/1/015015
  3. Nikolaeva M. N., Bugrov A. N., Anan ʹ eva T. D., Gushchina E. V., Dunaevskii M. S., Dideikin A. T. Resistance of reduced graphene oxide on polystyrene surface // Nanosystems: Physics, Chemistry, Mathematics. 2018. V. 9. N 4. P. 496–499. https://doi.org/10.17586/2220-8054-2018-9-4-496-499
  4. Воловик Г. Е. Графит, графен и сверхпроводимость плоских зон // Письма в ЖЭТФ. 2018. Т. 107. Вып. 8. C. 537–538 [Volovik G. E. Graphite, graphene and the flat band superconductivity // JETP Lett. 2018. V. 107. N 8. P. 516–517. https://doi.org/10.7868/S0370274X18080131 ].
  5. Kopnin N. B., Heikkila T. T., Volovik G. E. High-temperature surface superconductivity in topological flat-band systems // Phys. Rev. B. 2011. V. 83 (220503(R)). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.83.220503
  6. Саад М., Гильмутдинов И. Ф., Киямов А. Г., Таюрский Д. А., Никитин С. И., Юсупов Р. В. Наблюдение незатухающих токов в тонкодисперсном пиролитическом графите // Письма в ЖЭТФ. 2018. Т. 107. Вып. 1. С. 42–46 [Saad M., Gilmutdinov I. F., Kiiamov A. G., Tayurskii D. A., Nikitin S. I., Yusupov R. V. Observation of persistent currents in finely dispersed pyrolytic graphite // JETP Lett . 2018. V. 107. N 1. P. 37–41. https://doi.org/10.7868/S0370274X18010083].
  7. Ionov A. N. Josephson-like behaviour of the current-voltage characteristics of multi-graphene flakes embedded in polystyrene // J. Low Temp. Phys. 2016. V. 185. N 5–6. P. 515–521. https://doi.org/10.1007/s10909-015-1459-7
  8. Ионов А. Н. Джозефсоновская вольт-амперная характеристика композита на основе полистирола и оксида графена // Письма в ЖТФ. 2015. Т. 41. Вып. 13. С. 79–85 [Ionov A. N. Josephson current-voltage characteristic of a composite based on polystyrene and graphene oxide // Tech. Phys. Lett. 2015. V. 41. N 7. P. 651–657. https://doi.org/10.1134/S1063785015070093 ].
  9. Николаева М. Н., Бугров А. Н., Ананьева Т. Д., Дидейкин А. Т. Проводящие свойства пленок композита оксида графена на основе полистирола в структурах металл–полимер–металл // ЖПХ. 2014. Т. 87. № 8. С. 1172–1177 [Nikolaeva M. N., Bugrov A. N.,
  10. Ananʹeva T. D., Dideikin A. T. Conductive properties of the composite films of graphene oxide based on polystyrene in a metal-polymer-metal structure // Russ. J. Appl. Chem. 2014. V. 87. N 8. P. 1151–1155. https://doi.org/10.1134/S1070427214080230 ].
  11. Бугров А. Н., Власова Е. Н., Мокеев М. В., Попова Е. Н., Иванькова Е. М., Альмяшева О. В., Светличный В. М. Распределение наночастиц диоксида циркония в матрице поли(4,4ʹ-оксидифенилен)пиромеллитимида // Высокомолекуляр. соединения. Сер. Б. 2012. Т. 54. № 10. C. 1566–1575 [Bugrov A. N., Vlasova E. N., Mokeev M. V, Popova E. N., Ivan ʹ kova E. M., Al ʹ myasheva O. V., Svetlichnyi V. M. Distribution of zirconia nanoparticles in the matrix of poly(4,4′-oxydiphenylenepyromellitimide) // Polym. Sci. Ser. B. 2012. V. 54. N 9–10. P. 486–495. https://doi.org/10.1134/S1560090412100041].
  12. Ionov A. N ., Volkov M. P ., Nikolaeva M. N ., Smyslov R. Y ., Bugrov A. N . The magnetization of a composite based on reduced graphene oxide and polystyrene // Nanomaterials. 2021. V. 11. N 2 (403). https://doi.org/10.3390/nano11020403
  13. Kheirabadi N., Shafiekhani A., Fathipour M. Review on graphene spintronic, new land for discovery // Superlattices and Microstructures. 2014. V. 74. P. 123–145. https://doi.org/10.1016/j.spmi.2014.06.020
  14. Wong C. H., Buntov E. A., M. B., R. E., V. N., A. F. Superconductivity in ultra-thin carbon nanotubes and carbyne-nanotube composites: An ab-initio approach //. 2017. V. P. 509–515. https://doi.org/10.1016/j.carbon.2017.09.077

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Microphotographs of polystyrene/carbon nanotube composite films deposited from: a, c - benzene solution; b, d - benzene/petroleum ether mixture. a, b - unmilled nanotubes; c, d - milled nanotubes

Download (517KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Volt-ampere characteristics of carbon nanotubes in composite with polystyrene: a - not crushed, b - crushed. 1 - sandwich structures, film thickness 2 µm; 2 - planar structures, distance between electrodes 50 µm; 3 - copper

Download (149KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Temperature dependences of resistance in sandwich structures. 1 - polystyrene/unshredded carbon nanotubes composite, 2 - composite/shredded carbon nanotubes, 3 - copper

Download (74KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences