Плазменная модификация, функционализация УМСНТ

Плазменная модификация УМСНТ придает наноматериалу новые, уникальные, заранее заданные целевые свойства.

Использование функционализированных наноматериалов дает возможность получать новые композиционные материалы, новые системы, новые устройства, приборы с высокими уникальными параметрами.

Процесс плазменной модификации наноматериалов

Материал помещается в плазменную технологическую камеру.

  • B условиях динамического вакуума в технологической камере создается высокочастотный неизотермический неравновесный низкотемпературный плазменный разряд.
  • Создается пониженное давление (вакуум).
  • В высокочастотном электромагнитнм поле.
  • Величина удельной электромагнитной мощности выбирается в зависимости от типа и массы обрабатываемого материала
  • В необходимой газовой среде, создаваемой с помощью различных, требуемых для модификации газов — воздух, аргон, азот, гелий, кислород, водород, неон, ксенон, СО₂, метан, углерод- водород-содержащие газы, хлор-, фтор- содержащие газы и их смеси, пары воды, органические и неорганические жидкости и их смеси – например спирты, растворители, кремнийорганические жидкости и/или растворы, и/или их смеси, которые подаются в технологическую камеру в виде газа, смеси газов, жидкости , смеси жидкостей, смеси газов и жидкостей.
  • Проводится плазменная обработка/очистка/модификация /функционализация материала в динамическом режиме при среднемассовой газовой температуре от 20°С до 100°С.
  • Получаются Функционализированные УМСНТ с заданными активными функциональными группами – ФУМСНТ.

Плазменная модификация наноматериала. Мощность ВЧ генератора 2 — 4 кВт. Частота ВЧ генератора 40 МГц Газ Ar. В нижней части камеры расположен обрабатываемый материал – УМСНТ

Влияние плазменной модификации на структуру и свойства УМСНТ и другие углеродные наноматериалы – графит, фуллерены C60, C70, одностенные углеродные нанотрубки (SWNT) при различных условиях плазменного разряда в различных газах – Аргон, Кислород.

Влияние плазменной модификации при различных условиях плазменного разряда (№) на пористую структуру УМСНТ.

В качестве тестов = газовых щупов выбраны жидкости и газы с различными линейными размерами и конфигурацией H₂O (0.26nm). C₆H₆ (0.31 *0.535 nm). CCl₄ (0.595 nm). Спирт (0,45 nm)

При различных условиях плазменной модификации изменяются размеры, объем микро, мезо и нано пор, их соотношения в наноматериале.

Термогравиметрия УМСНТ

В потоке 5% кислорода в аргоне. Скорость нагрева 10°С/мин.

УМСНТ исходные

УМСНТ после плазменной модификации

Графит (Ю.Корея)

Графит после плазменной модификации

После плазменной модификации открываются полусферические концы УМСНТ и меж-стеночные слои НТ. Активируются= разрываются связи углеродных атомов С — С. Конусные концы УМСНТ сохраняются при выбранных условиях плазменной модификации.

Возможности плазменной модификации, функционализации органических и неорганических материалов, наноматериалов.

  • Активация поверхности
  • Пассивация, инактивация поверхности
  • Защита от кислот, щелочей, УФ излучения, биологических жидкостей
  • Гидрофобизация поверхности
  • Гидрофилизация поверхности
  • Изменение пористой структуры материала, наноматериалов в соотношениях микро- мезо-нано- поры.
  • «Пришивка» внедрение новых атомов, молекул в структуру материала
  • Модификация органическими и неорганическими соединениями
  • «Пришивка» , модификация биологическими соединениями
  • Модификация биологических материалов

Предлагается

  • Проведение исследовательских работ по заказам
  • Проведение совместных научно-исследовательских работ
  • Разработка различных типов, видов модификации, функционализации материалов
  • Разработка и изготовление лабораторного, опытного, промышленного оборудования для плазменной модификации материалов по согласованным параметрам
  • Организация новых производств для плазменной модификации материалов