Többfalú szén nanocsövek eloszlásának vizsgálata polimer kompozitokban mikroszkópos módszerekkel

Pataki, Bernadeth and Horváth, Zsolt Endre and TIUSANEN, JYRI and CAGLARD, BURAK and Vértesy, Zofia (2013) Többfalú szén nanocsövek eloszlásának vizsgálata polimer kompozitokban mikroszkópos módszerekkel. In: RODOSZ XIII, 2012.11.09-2012.11.10, Kolozsvár, Románia.

Text Rodosz_Többfalú.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Download (706kB) | Request a copy

Abstract

A szén nanocsövek (CNT) az elmúlt két évtizedben jelentős érdeklődést keltettek egyedülálló elektronszerkezetüknek és rendkívüli tulajdonságaiknak köszönhetően.1,2,3 Korunk tudósai kiterjedt kutatási erőfeszítéseket szenteltek a CNT-k előállítására, jellemzésére és alkalmazásainak kifejlesztésére.4 A szén nanocsövek különleges egyedi tulajdonságaik révén potenciálisan polimerek erősítő anyagaként is előnyösek. A nanocsövek hatásukat akkor fejtik ki leginkább, ha a befogadó polimerben jó az eloszlásuk. A terület kihívásainak egyike az amúgy szigetelő polimerek elektromos vezetővé alakítása szén nanocsövek közreműködésével.5 A jelenleg még magas árú nanocsövek akkor alkalmazhatóak a leghatékonyabban, ha az elektromos vezetést a legalacsonyabb nanocső mennyiség hozzáadásával sikerül elérni. Nagy fajlagos felületű anyagok lévén, ennek mértéke függ a CNT-k csoportosulásától.6 A nanocsövek egyenletes eloszlatásának egyik akadályát a köztük ható van der Waals erők jelentik, mivel ezek hatására a nanocsövek kompakt agglomerátumokba rendeződve fordulnak elő. Eloszlatásukhoz a köztük ható erőket legyőző nyírásnak kell őket kitenni.7 Amikor viszont a nanocsövek a nyíróerők hatására egy vonalban állnak a polimer mátrixban, a cső-cső kontaktusok lehetősége lecsökken, rontva a vezetőképességet. Akkor kapunk elektromosan vezető kompozitokat, ha a CNT-ket úgy oszlatjuk el, hogy egymással kapcsolatban levő laza agglomerátumokba rendeződjenek. Ekkor a cső-cső kontaktusok kedveznek az elektrontranszportnak.8 Ennek megfelelően a nanocsövek tulajdonságainak teljes kiaknázása polimer kompozitokban való alkalmazásukkor szükségessé teszi az elhelyezkedésük ellenőrzését a létrehozott tárgyak különböző részeiben. Tekintve, hogy nanométeres (10-9m) tartományban vizsgálódunk, szükséges ehhez mért vizsgálati eszközt választanunk. A nanocsövek durva eloszlásának megfigyelésére a transzmissziós optikai mikroszkóp (TOM, 10-3-10-6m felbontóképességgel) a legelterjedtebb módszer, mellyel azonban csupán agglomerátumaik láthatók. Amennyiben a TOM közelítések nem adnak választ a minták makroszkopikus és morfológiai tulajdonságaiban mutatkozó különbségekre, pásztázó elektronmikroszkóp (SEM, 10-3 - 10-9m) és transzmissziós elektronmikroszkóp (TEM, 10-4-10-10m) segítségével térképezhetjük fel a helyzetet. Amennyiben az előző vizsgálatok eredményeinek értelmezése nem válaszolta meg a felmerült kérdéseket vezető atomerő mikroszkóp (C-AFM, 10-5-10-9m) alkalmazása javasolt, különösen, ha a tudományos kérdések a minta vezetőképességével kapcsolatosak.

Actions (login required)

Edit Item