phmathВестник Государственного университета просвещения. Серия: Физика-МатематикаBulletin of Federal State University of Education. Series: Physics and Mathematics2949-50832949-5067Federal State University of Education10.18384/2310-7251-2019-1-57-67phmath-6Research ArticleРАЗДЕЛ II. ФИЗИКАSECTION II. PHYSICSНОВЫЕ ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩИЕ НАНОКОМПОЗИТЫ НА ОСНОВЕ СИЛОКСАНОВЫХ МАТЕРИАЛОВNEW ELECTRICALLY CONDUCTIVE NANOCOMPOSITES BASED ON SILOXANE MATERIALSМащенкоВ. И.MashchenkoV. I.mashchenko@belozersky.msu.ruКонстантиновМ. С.KonstantinovM. S.jawa-m.k.s@mail.ruЦебрукИ. С.CebrukI. S.19962015ivan@gmail.comЧаусоваО. В.ChausovaO. V.Chausova.ov@ut-mo.ruБеляевВ. В.BelyaevV. V.vic_belyaev@mail.ruМосковский государственный областной университетРоссияMoscow Region State UniversityRussian FederationТехнологический университетРоссияUniversity of TechnologyRussian Federation201914022022015767Copyright © Мащенко В.И., Константинов М.С., Цебрук И.С., Чаусова О.В., Беляев В.В., 20222022Мащенко В.И., Константинов М.С., Цебрук И.С., Чаусова О.В., Беляев В.В.Mashchenko V.I., Konstantinov M.S., Cebruk I.S., Chausova O.V., Belyaev V.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.physmathmgou.ru/jour/article/view/6

Целью данной работы являются разработка способа получения длинных агрегатов (более 1 см) многостенных углеродных нанотрубок (МУНТ), диспергированных в растворителе при помощи направленной агломерации электрической дугой в жидкой фазе, а также исследование процессов, сопровождающих формирование данных агрегатов. Был получен углеродный агломерат, ориентированный по полю и установлено, что в такой системе образуются слюдоподобные структуры с включениями аморфного углерода и агломератов нанотрубок. Методом перколяции установлено условие сшивания МУНТ в агломерат при разных значениях напряжения, определено, что при малых концентрациях вероятность сшивания частиц составляла не более 5%. Полученные результаты могут представлять практический интерес для предприятий энергетической промышленности при производстве современных типов электрооборудования.

We report the development of a method for producing long aggregates (more than 1 cm) of multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) dispersed in a solvent by means of directed agglomeration with an electric arc in the liquid phase, as well as study the processes accompanying the formation of these aggregates. A field-oriented carbon agglomerate is obtained and it is found that mica with inclusions of amorphous carbon and agglomerates of nanotubes are formed in such a system. By percolation, the condition of MWCNT crosslinking into the agglomerate at different stress values is established; it is determined that at low concentrations the probability of particle crosslinking is no more than 5%. The obtained results may be of practical interest for the enterprises of power industry in the production of modern types of electrical equipment.

многостенные углеродные нанотрубкидуговой разрядагломератфрактальный анализReferencesIijima S. Helical microtubules of graphitic carbon // Nature. 1991. Vol. 354. Iss. 6348. P. 56-58.Iijima S. Helical microtubules of graphitic carbon // Nature. 1991. Vol. 354. Iss. 6348. P. 56-58.Large-scale production of single-walled carbon nanotubes by the electric-arc technique / Journet C., Maser W. K., Bernier P., Loiseau A., Lamy de la Chapelle M., Lefrant S., et al. // Nature. 1997. Vol. 388. Iss. 6644. P. 756-758.Large-scale production of single-walled carbon nanotubes by the electric-arc technique / Journet C., Maser W. K., Bernier P., Loiseau A., Lamy de la Chapelle M., Lefrant S., et al. // Nature. 1997. Vol. 388. Iss. 6644. P. 756-758.Morphology of carbon allotropes prepared by hydrogen arc discharge / Zhao X., Ohkohchi M., Shimoyama H., Ando Y. // Journal of Crystal Growth. 1999. Vol. 198-199. Part 2. P. 934-938.Morphology of carbon allotropes prepared by hydrogen arc discharge / Zhao X., Ohkohchi M., Shimoyama H., Ando Y. // Journal of Crystal Growth. 1999. Vol. 198-199. Part 2. P. 934-938.Large-scale purification of single-wall carbon nanotubes: process, product, and characterization / Rinzler A. G., Liu J., Dai H., Nikolaev P., Huffman C. B., Rodrнguez-Macнas F. J., et al. // Applied Physics A. 1998. Vol. 67. Iss. 1. P. 29-37.Large-scale purification of single-wall carbon nanotubes: process, product, and characterization / Rinzler A. G., Liu J., Dai H., Nikolaev P., Huffman C. B., Rodrнguez-Macнas F. J., et al. // Applied Physics A. 1998. Vol. 67. Iss. 1. P. 29-37.The effect of laser power on the formation of carbon nanotubes prepared in CO2 continuous wave laser ablation at room temperature / Zhang H., Ding Y., Wu C., Chen Y., Zhu Y., et al. // Physica B: Condensed Matter. 2003. Vol. 325. P. 224-229.The effect of laser power on the formation of carbon nanotubes prepared in CO2 continuous wave laser ablation at room temperature / Zhang H., Ding Y., Wu C., Chen Y., Zhu Y., et al. // Physica B: Condensed Matter. 2003. Vol. 325. P. 224-229.Gas-phase catalytic growth of single-walled carbon nanotubes from carbon monoxide / Nikolaev P., Bronikowski M. J., Bradley R. K., Rohmund F., Colbert D. T., Smith K. A., et al. // Chemical Physics Letters. 1999. Vol. 313. Iss. 1-2. P. 91-97.Gas-phase catalytic growth of single-walled carbon nanotubes from carbon monoxide / Nikolaev P., Bronikowski M. J., Bradley R. K., Rohmund F., Colbert D. T., Smith K. A., et al. // Chemical Physics Letters. 1999. Vol. 313. Iss. 1-2. P. 91-97.Large scale and low-cost synthesis of single-walled carbon nanotubes by the catalytic pyrolysis of hydrocarbons / Cheng H. M., Li F., Su G., Pan H. Y., He L. L., Sun X., et al. // Applied Physics Letters. 1998. Vol. 72. Iss. 25. P. 3282-3284.Large scale and low-cost synthesis of single-walled carbon nanotubes by the catalytic pyrolysis of hydrocarbons / Cheng H. M., Li F., Su G., Pan H. Y., He L. L., Sun X., et al. // Applied Physics Letters. 1998. Vol. 72. Iss. 25. P. 3282-3284.Continuous production of aligned carbon nanotubes: a step closer to commercial realization / Andrews R., Jacques D., Rao A. M., Derbyshire F., Qian D., Fan X., et al. // Chemical Physics Letters. 1999. Vol. 303. Iss. 5-6. P. 467-474.Continuous production of aligned carbon nanotubes: a step closer to commercial realization / Andrews R., Jacques D., Rao A. M., Derbyshire F., Qian D., Fan X., et al. // Chemical Physics Letters. 1999. Vol. 303. Iss. 5-6. P. 467-474.Anchoring energy of liquid crystals / Dadivanyan A. K., Pashinina Y. M., Belyaev V. V., Chausov D. N., Noah O. V., Chigrinov V. G. // Molecular Crystals and Liquid Crystals. 2012. Vol. 560. P. 108-114.Anchoring energy of liquid crystals / Dadivanyan A. K., Pashinina Y. M., Belyaev V. V., Chausov D. N., Noah O. V., Chigrinov V. G. // Molecular Crystals and Liquid Crystals. 2012. Vol. 560. P. 108-114.Моделирование ориентации молекул жидкокристаллического октилцианбифенила на поверхности кристаллов / Дадиванян А. К., Чаусов Д. Н., Пашинина Ю. М., Беляев В. В. // Жидкие кристаллы и их практическое использование. 2010. № 4 (34). С. 61-69.Моделирование ориентации молекул жидкокристаллического октилцианбифенила на поверхности кристаллов / Дадиванян А. К., Чаусов Д. Н., Пашинина Ю. М., Беляев В. В. // Жидкие кристаллы и их практическое использование. 2010. № 4 (34). С. 61-69.Orientation of mesogen and hydrocarbon molecules on graphite and polyethylene crystal surfaces / Belyaev V. V., Dadivanyan A. K., Pashinina Y. M., Chausov D. N., Solomatin A. S. // Molecular Crystals and Liquid Crystals Science and Technology. Section A. Molecular Crystals and Liquid Crystals. 2011. Vol. 545. Iss. 1. P. 159-167.Orientation of mesogen and hydrocarbon molecules on graphite and polyethylene crystal surfaces / Belyaev V. V., Dadivanyan A. K., Pashinina Y. M., Chausov D. N., Solomatin A. S. // Molecular Crystals and Liquid Crystals Science and Technology. Section A. Molecular Crystals and Liquid Crystals. 2011. Vol. 545. Iss. 1. P. 159-167.Nanomesh Aluminum Films for LC Alignment. Theoretical and Experimental Modeling / Dadivanyan A. K., Belyaev V. V., Chausov D. N., Stepanov A. A., Smirnov A. G., Tsybin A. G., Osipov M. A. // Molecular Crystals and Liquid Crystals. 2015. Vol. 611. Iss. 1. P. 117-122.Nanomesh Aluminum Films for LC Alignment. Theoretical and Experimental Modeling / Dadivanyan A. K., Belyaev V. V., Chausov D. N., Stepanov A. A., Smirnov A. G., Tsybin A. G., Osipov M. A. // Molecular Crystals and Liquid Crystals. 2015. Vol. 611. Iss. 1. P. 117-122.A simple method for the continuous production of carbon nanotubes / Ishigami M., Cumings J., Zettl A., Chen S. // Chemical Physics Letters. 2000. Vol. 319. Iss. 5-6. P. 457-459.A simple method for the continuous production of carbon nanotubes / Ishigami M., Cumings J., Zettl A., Chen S. // Chemical Physics Letters. 2000. Vol. 319. Iss. 5-6. P. 457-459.Production and in-situ metal filling of carbon nanotubes in water / Hsin Y. L., Hwang K. C., Chen F.-R., Kai J.-J. // Advanced Materials. 2001. Vol. 13. Iss. 11. P. 830-833.Production and in-situ metal filling of carbon nanotubes in water / Hsin Y. L., Hwang K. C., Chen F.-R., Kai J.-J. // Advanced Materials. 2001. Vol. 13. Iss. 11. P. 830-833.Formation of carbon nanotubes in water by the electric-arc technique / Zhu H. W, Li X. S, Jiang B., Xu C. L., Zhu Y. F., Wu D. H., et al. // Chemical Physics Letters. 2002. Vol. 366. Iss. 5-6. P. 664-669.Formation of carbon nanotubes in water by the electric-arc technique / Zhu H. W, Li X. S, Jiang B., Xu C. L., Zhu Y. F., Wu D. H., et al. // Chemical Physics Letters. 2002. Vol. 366. Iss. 5-6. P. 664-669.Behabtu N., Green M. J., Pasquali M. Carbon nanotube-based neat fibers // Nanotoday. 2008. Vol. 3. Iss. 5-6. P. 24-34.Behabtu N., Green M. J., Pasquali M. Carbon nanotube-based neat fibers // Nanotoday. 2008. Vol. 3. Iss. 5-6. P. 24-34.Debasis Bera. Arc-discharge in solution: a novel synthesis method for carbon nanotubes and in situ decoration of carbon nanotubes with nanoparticles: A dissertation submitted in partial fulfillment of the requirements for the degree of Doctor of Philosophy. Orlando, Florida, 2005. 155 p.Debasis Bera. Arc-discharge in solution: a novel synthesis method for carbon nanotubes and in situ decoration of carbon nanotubes with nanoparticles: A dissertation submitted in partial fulfillment of the requirements for the degree of Doctor of Philosophy. Orlando, Florida, 2005. 155 p.Effect of Barrier Discharge on Homogeneous Dispersion of Carbon Nanotubes in Octylalcohols / Ishibashi Y., Hanaoka R., Osawa N., Takata S., Kanamaru Y., Anzai H. // International Journal of Plasma Environmental Science & Technology. 2011. Vol. 5. No. 1. P. 62-67.Effect of Barrier Discharge on Homogeneous Dispersion of Carbon Nanotubes in Octylalcohols / Ishibashi Y., Hanaoka R., Osawa N., Takata S., Kanamaru Y., Anzai H. // International Journal of Plasma Environmental Science & Technology. 2011. Vol. 5. No. 1. P. 62-67.Программно-аппаратный комплекс оценки эффективности деятельности операторов / Чаусов Д. Н., Петухов И. В., Беляев В. В., Богачев К. А., Курасов П. А. // Вестник Московского государственного областного университета. Серия: Физика-математика. 2014. № 2. С. 80-86.Программно-аппаратный комплекс оценки эффективности деятельности операторов / Чаусов Д. Н., Петухов И. В., Беляев В. В., Богачев К. А., Курасов П. А. // Вестник Московского государственного областного университета. Серия: Физика-математика. 2014. № 2. С. 80-86.Петухов И.В., Чаусов Д. Н., Беляев В. В., Курасов П. А., Танрывердиев И. О. Зрительное утомление человека-оператора в процессе восприятия информации с электронных дисплеев // Вестник Московского государственного областного университета. Серия: Физика-математика. 2014. № 2. С. 87-94.Петухов И.В., Чаусов Д. Н., Беляев В. В., Курасов П. А., Танрывердиев И. О. Зрительное утомление человека-оператора в процессе восприятия информации с электронных дисплеев // Вестник Московского государственного областного университета. Серия: Физика-математика. 2014. № 2. С. 87-94.Feder J. Fractals. New York, London: Plenum Press, 1991. 254 p.Feder J. Fractals. New York, London: Plenum Press, 1991. 254 p.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.