Представлены результаты исследования спектральных характеристик и вязкостных параметров водных растворов поливинилового спирта (ПВС), сенсибилизированного водным раствором оксида графена при различных концентрациях (по отношению к сухому веществу ПВС) и углеродными наночастицами (фуллереном С70 и одностенными углеродными нанотрубками (ОУНТ)) в концентрации 0,1 вес. %. Полученные электронные спектры чистых растворов ПВС демонстрируют поглощение на длине волны 275–280 нм функциональной карбонильной группы (С = O), входящей в состав поливинилового спирта. Оксид графена, используемый в виде водного раствора, нейтрализует электронный переход карбонильной группы, что приводит к отсутствию пика поглощения в УФ-области. Сенсибилизация углеродными наночастицами С70 и ОУНТ сохраняет все переходы, характерные для поливинилового спирта. Снижение вязкости растворов ПВС-оксид графена связано с увеличенным расстоянием между молекулами поливинилового спирта за счет расположения между ними слоев оксида графена. Рост вязкости для водных растворов ПВС, сенсибилизированных С70 и ОУНТ, объясняется наличием крупных кластеров углеродных наночастиц, которые не взаимодействуют с полимерными молекулами ПВС.
The investigations results of polyvinyl alcohol (PVA) 1 % aqueous solutions sensitized with a graphene oxide aqueous solution at different concentrations (0.05; 0.1 and 0.15 wt. % relative to the PVA dry powder) and carbon nanoparticles (fullerene C70, single walled nanotubes
(SWCNTs)) at 0.1 wt. % concentrations spectral characteristics and viscosity parameters have been discussed in the present work. The electron spectra of the pristine PVA solutions have been demonstrated an absorption at a wave length 275–280 nm, that corresponds a carbonyl group (С = O) of the PVA molecule. The graphene oxide aqueous solution have been neutralized an electron transition of the carbonyl group that lead to miss the absorption peak in the UV spectral region. Carbon nanoparticles (С70 and SWCNTs) sensibilization have been kept the electron transitions of polyvinyl alcohol. The viscosity reduce of the PVA-graphene oxide solutions has connected with an increase of the distance between the PVA molecules due to the graphene oxide layers locations among them. The viscosity increase of the PVA aqueous solutions, sensitized with the fullerenes and the carbon nanotubes, have been explained the presence of massive carbon nanoparticles clusters that do not interact with the polymer PVA molecules.
Идентификаторы и классификаторы
- Префикс DOI
- 10.51368/1996-0948-2025-1-78-83
В работе показано, что при сенсибилизации водного раствора поливинилового спирта раствором оксида графена образуется связь
между молекулами ПВС и функциональными группами оксида графена. Новая связь приводит к изменению оптического поглощения в
растворе сенсибилизированного ПВС на длине волны 275–280 нм. Так как ПВС является основой для создания оптических поляризаторов и светофильтров, то наблюдаемый эффект, с практической точки, позволяет создавать оптические ПВС-элементы с равномерным ростом пропускания во всем оптическом спектре.
Список литературы
1. Mohaimeed A. A. / Iraqi Journal of Nanotechnology, synthesis and application. 2022. № 3. P. 59–70.s and application. 2022. № 3. P. 59–70.
2. Cutroneo M., Silipigni L., Malinsky P., Slepicka P., Franco D., Torrisi L. / Polymers. 2024. Vol. 16. P. 1390.
3. Alkhaldi H., Alshorafa Z., Albarqi W., Alzahrani M., Madani M. / Materiali in tehnologije / Materials and technology. 2022. Vol. 56. № 1. P. 19–26.
4. Changzhi Z., Fei F., Ziyang Z., Hongliang L., Shengjiang C. / Optics and Lasers in Engineering. 2022. Vol. 149. P. 106798.
5. Majeed A. H., Nawras K. Al ‑ Sh., Alaa A. M. / Optical and Quantum Electronics. 2023. Vol. 55. P. 1016.
6. Liu S., Li Y., Su Y. / Crystals. 2023. Vol. 13. P. 1639.
7. Choi T.-H., Lee H. W., Uk Ha J. / Appl. Opt. 2023. Vol. 62. № 3. P. 584–591.
8. Kamanina N., Fedorova L., Likhomanova S., Zubtcova Y., Kuzhakov P. / Nanomaterials. 2024. Vol. 14. P. 737.
9. Каманина Н. В., Федорова Л. О., Лихоманова С. В. / Жидк. крист. и их практич. использ. 2024. Т. 24. № 2. С. 75–82.
10. ГОСТ 10779-78
11. Лихоманова С. В., Зубцова Ю. А., Каманина Н. В. / Оптический журнал. 2023. Т. 90. № 7. С. 101–106.
12. Розенберг М. Э. Полимеры на основе винилацетата. – Л.: Химия, 1983.
13. Брель А. К., Василькова Е. А., Ниязов Л. Н., Хайдаров А. А., Ахмедов В. Н. Спектральные методы анализа органических соединений. – Бухара: Издательство «Durdona», 2019.
14. Klímová K., Pumera M., Luxa J., Jankovský O., Sedmidubský D., Matějková S., Sofer Z. / J. Phys. Chem. C. 2016. Vol. 120. № 42. P. 24203–24212.
15. Димиев А. М. Оксид графена: механизм образования, структура и химические свойства: Диссертация д-ра хим.н. – Казань: КФУ, 2022.
16. Torres-Dias A. C. / Carbon. 2017. Vol. 123. P. 145–150.
17. Елецкий А. В., Смирнов Б. М. / Успехи физических наук. 1993. Т. 163. № 2.
18. Melezhyk A. V., Tkachev A. G. / Nanosystems: physics, chemistry, mathematics. 2014. Vol. 5 (2). P. 294–306.
Выпуск
ОБЩАЯ ФИЗИКА
Телегин А. М., Калаев М. П., Воронов К. Е.
Исследование модели расчёта наведенного импульса тока в измерительных сетках датчика микрометеороидов и частиц космического мусора
ФИЗИКА ПЛАЗМЫ И ПЛАЗМЕННЫЕ МЕТОДЫ
Баринов Ю. А., Забелло К. К., Логачев А. А., Полуянова И. Н., Школьник С. М.
Излучение короткой сильноточной вакуумной дуги с медными электродами
Золотухин Д. Б., Шандриков М. В., Юшков Г. Ю.
Ионный состав плазмы планарного магнетрона в газовом и вакуумном режимах функционирования
Тюньков А. В., Андронов А. А., Золотухин Д. Б., Климкин Т. О., Нестеренко А. К., Сальников С. А., Юшков Ю. Г.
Влияние состава рабочего газа на масс-зарядовый состав ионов пучковой плазмы при испарении YSZ мишени электронным пучком
Панов В. А., Савельев А. С., Куликов Ю. М.
Эффект глубины погружения электрода на развитие предпробойных течений в дистиллированной воде
ФОТОЭЛЕКТРОНИКА
Болтарь К. О., Бурлаков И. Д., Яковлева Н. И., Седнев М. В., Трухачев А. В., Иродов Н. А., Лопухин А. А., Пермикина Е. В., Войцеховский А. В., Горн Д. И., Михайлов Н. Н.
Матричное фотоприемное устройство средневолнового ИК диапазона спектра с nBn-архитектурой из CdHgTe с барьерным слоем на основе сверхрешетки
Пономаренко В. П., Попов В. С., Панков М. А., Хамидуллин К. А., Деомидов А. Д., Федоров А. А., Деев Г. Ю., Драгунов Д. Э., Епифанов О. В., Лазарев П. С., Мирофянченко Е. В., Ильинов Д. В., Петрушина В. А., Бурлаков И. Д., Полесский А. В., Старцев В. В., Бричкин С. Б., Спирин М. Г., Товстун С. А., Гапанович М. В., Гак В. Ю., Гадомская А. В., Певцов Д. Н., Кацаба А. В., Кириченко А. С., Дёмкин Д. В., Иванова В. А.,
Иванов В. В., Разумов В. Ф.
Неохлаждаемый матричный фотосенсор 640512 для области спектра 0,4–2,0 мкм из коллоидных квантовых точек ККТ PbS с транспортным слоем для дырок на основе ККТ p-PbS-EDT
Зотов А. В., Панин Г. Н., Тулина Н. А., Борисенко Д. Н., Колесников Н. Н.
Фотомемристивные переключения в кристаллах селенида висмута
Лопухин А. А., Пермикина Е. В., Барышева К. В., Гришина А. Н.
Характеристики малоформатных матричных фотоприемников
Шуклов И. А., Дёмкин Д. В., Вершинина О. В.
Синтез коллоидных квантовых точек сульфида свинца в децене-1 в качестве растворителя
Грузевич Ю. К., Альков П. С., Балясный Л. М., Волков Д. В.
Гибридный фотоприемный модуль для оптико-телевизионных систем подводного видения
ФИЗИЧЕСКОЕ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ
Лихоманова С. В., Каманина Н. В.
Механизмы взаимодействия молекул поливинилового спирта и углеродных наночастиц в водных растворах
Рабаданова А. Э., Гаджимагомедов С. Х., Палчаев Д. К., Рабаданов М. Х.,Фараджев Ш. П., Мурлиева Ж. Х., Майоров С. А., Рагимханов Г. Б., Эмиров Р. М.
Сверхпроводящая микрокристаллическая керамика YBCO: корреляции структуры и свойств
C O N T E N T S
GENERAL PHYSICS
Telegin A. M., Kalaev M. P. and Voronov K. E.
Study of a model for calculating an induced current pulse in the measuring grids of a sensor for micrometeoroids and space debris particles
PLASMA PHYSICS AND PLASMA METHODS
Barinov Yu. A., Zabello K. K., Logachev A. A., Poluyanova I. N. and Shkol’nik S. M.
Radiation of a short high-current vacuum arc with copper electrodes
Zolotukhin D. B., Shandrikov M. V. and Yushkov G. Yu.
Ion composition of the plasma of a planar magnetron in gaseous and vacuum modes of operation
Tyunkov A. V., Andronov A. A., Zolotukhin D. B., Klimkin T. O., Nesterenko A. K., Salnikov S. A. and Yushkov Yu. G.
Investigation of the effect of the type of working gas on the mass-charge composition of beam plasma ions during evaporation of the YSZ target by an electron beam
Panov V. A., Saveliev A. S. and Kulikov Yu. M.
Effect of electrode immersion depth on the development of pre-breakdown flows in distilled water
PHOTOELECTRONICS
Boltar K. O., Burlakov I. D., Iakovleva N. I., Sednev M. V., Trukhachev A. V., Irodov N. A., Lopukhin A. A., Permikina E. V., Voitsekhovskii A. V., Gorn D. I. and Mikhailov N. N.
Performance studies of MWIR photodetectors based on CdHgTe nBn-heterostructures
Ponomarenko V. P., Popov V. S., Pankov M. A., Khamidullin K. A., Deomidov A. D., Fedorov A. A., Deev G. Yu., Dragunov D. E., Epifanov O. V., Lazarev P. S., Mirofyanchenko E. V., Ilyinov D. V., Petrushina V. A., Burlakov I. D., Polessky A. V., Startsev V. V., Brichkin S. B., Spirin M. G., Tovstun S. A., Gapanovich M. V., Gak V. U., Gadomska A. V., Pevtsov D. N., Katsaba A. V., Kirichenko A. S., Demkin D. V., Ivanova V. A., Ivanov V. V. and Razumov V. F.
Uncooled colloidal quantum dot PbS photodetector for large format 640512 with hole transport layer based on CQDs p-PbS-EDT and spectral response from 0.4 m to 2.0 m 45
Zotov A. V., Panin G. N., Tulina N. A., Borisenko D. N. and Kolesnikov N. N.
Photomermistic switchings in bismuth selenide crystals 55
Lopukhin A. A., Permikina E. V., Barysheva K. V. and Grishina A. N.
Small-format InSb FPA characterization
Shuklov I. A., Dyomkin D. V. and Vershinina O. V.
Synthesis of lead sulfide colloidal quantum dots in Decene-1 as a solvent
Gruzevich Yu. K., Alkov P. S., Balyasny L. M. and Volkov D. V.
Hybrid photodetector module for optical television underwater vision systems
PHYSICAL SCIENCE OF MATERIALS
Likhomanova S. V. and Kamanina N. V.
Interaction mechanisms of polyvinyl alcohol molecules with carbon nanoparticles in aqueous solutions
Rabadanova A. E., Gadzhimagomedov S. Kh., Palchaev D. K., Rabadanov M. Kh., Faradzhev Sh. P., Murlieva Zh. Kh., Mayorov S. A., Ragimkhanov G. B. and Emirov R. M.
Superconducting microcrystalline ceramic YBCO: correlations of structure and properties
Другие статьи выпуска
Изготовлена керамика состава YBa2Cu3O7-δ методом твердофазного спекания с заданной плотностью и оптимально насыщенная кислородом, проявляющая признаки преимущественной ориентации кристаллитов вдоль оси c. Проведены прецизионные
рентгеноструктурные исследования термической деформации решетки для образца YBa2Cu3O7-δ в сверхпроводящем состоянии. Изучены спектры комбинационного рассеяния с уточнением положения пиков с использованием функции Лоренца. Проведена оценка содержания кислорода и температуры сверхпроводящего перехода по исследованиям структуры, электрических и тепловых свойств. Показано, что начало сверхпроводящего перехода, определяемое по температурной зависимости электросопротивления, сопровождается сжатием решетки, после которого происходит рост объема в области серединных значений Тс. После перехода в сверхпроводящее состоя-
ние изменение объема стремится к нулю.
Показана возможность создания лазерных оптико-телевизионных активно-импульсных систем подводного видения на основе фотоприемных модулей (ФПМ) с чувствительной структурой электронно-оптического преобразователя (ЭОП) III поколения с GaAs «голубым» фотокатодом, чувствительным в спектральном диапазоне прозрачности морской воды = (400550) нм, состыкованных с помощью волоконнооптических элементов с цифровыми крупноформатными КМОП-матрицами, обеспечивающих формирование видеоизображения подводных объектов в рассеивающей морской воде.
Предложен новый подход к синтезу коллоидных квантовых точек сульфида свинца, в котором впервые используется децен-1 в качестве растворителя для синтеза нанокристаллов. Получены ККТ PbS с длинноволновым экситонным пиком в диапазоне от 1,17 до 1,53 мкм. Исследовано влияние температуры и времени проведения реакции на спектральные характеристики получаемых квантовых точек PbS.
Исследованы малоформатные матричные фотоприемники спектрального диапазона 3÷5 мкм на основе матриц фотодиодов из антимонида индия с минимальной дефект-ностью и однородной чувствительностью. Показано, что отбор пластин из слитков InSb для изготовления МФЧЭ в соответствии с анализом статистических данных и применение группового утоньшения и отмывки позволили получить 22 % бездефект-ных от общего числа матричных фотоприемников (МФП) при бездефектной цен-тральной области. Установлено, что обработка ионами аргона смотрящей стороны фотодиодной матрицы существенно улучшает однородность распределения чувствительности по площади МФП.
Обнаружен эффект оптических переключений резистивных состояний в структурах на основе халькогенидных соединений Bi2Se3 с медным и графеновым электродами. Предложена физическая модель, описывающая протекающие при переключениях процессы. Полученные результаты указывают на возможность применения исследованных фотомемристорных структур для нейроморфных вычислений в качестве искусственных синапсов, весовые коэффициенты которых можно устанавливать как электрически, так и оптически.
Приведены архитектура и основные характеристики матричного фотосенсора формата 640512 (шаг 15 мкм) с чувствительностью в области спектра 0,4–2,0 мкм, разработанного на основе коллоидных квантовых точек ККТ PbS. Слой генерации основной доли фотоносителей изготовлен на основе ККТ n-PbS путем замены исходного лиганда (олеиновая кислота) на йод при обработке слоя ККТ йодидом тетра-н-бутиламмония (TBAI). Транспортные слои для электронов и дырок изготовлены на основе n-ZnO и ККТ p-PbS EDT, где транспортный слой для дырок ККТ p-PbS-EDT создавался путем замены исходного лиганда при обработке слоя ККТ этан-1,2-дитиолом (EDT).
Исследовано матричное фотоприемное устройство (МФПУ) средневолнового ИК диапазона спектра с nBn-архитектурой CdHgTe с барьерным слоем на основе сверхрешетки. МФПУ состоит из матрицы фоточувствительных элементов (МФЧЭ) формата 6464 с шагом 40 мкм, гибридизированной с кремниевой БИС считывания. Фоточувствительная сборка из МФЧЭ и БИС считывания исследовалась в вакуумном технологическом криостате с заливкой жидким азотом. Исследованы спектральные
и фотоэлектрические характеристики МФПУ на основе nBn-гетероструктур из n-слоев CdHgTe со сверхрешетками при оптимальном напряжении смещения. Среднее значение обнаружительной способности составило D* 71010 смВт-1Гц1/2, среднее значение вольтовой чувствительности Su составило Su 6107 В/Вт.
Проведено экспериментальное и численное исследование поля скорости в дистиллированной воде, возникающего на допробойном этапе при подаче импульса напряжения на электрод-иглу при различной глубине её погружения. Полученные результаты анализируются в терминах экстремума (максимума) скорости течения, достигающегося в области наблюдения в непосредственной близости к высоковольтному электроду. Получено удовлетворительное согласие экспериментальной и численной зависимостей экстремума скорости от времени с расчетом. Показано, что максимальное значение скорости в возникающем течении достигается на более поздних временах с увеличением глубины погружения. Уменьшение глубины погружения приводит к возникновению электрического разряда при потере контакта высоковольтного электрода с водой из-за возникающего вблизи него течения. Выполненные исследования показывают дальнейшее направление развития построенной физико-математической модели.
Представлены результаты по исследованию масс-зарядового состава ионов пучковой плазмы, генерируемой при испарении твердотельной керамической мишени диоксида циркония частично стабилизированного оксидом иттрия в среде инертных и химически активного газов электронным пучком в форвакуумном диапазоне давлений. Мониторинг массзарядового состава ионов пучковой плазмы осуществлялся с использованием модернизированного масс-анализатора остаточной атмосферы RGA-300. Показано влияние состава рабочего газа на масс-спектры ионов материала испаряемой мишени.
Приводятся результаты экспериментального исследования и численного моделирования долевого содержания ионов аргона и меди в плазме, генерируемой в планарном магнетроне постоянного тока с медной мишенью в газовом режиме (при давлении аргона уровня 0,1 Па), и в вакуумном режиме (при давлении остаточного газа 0,004 Па). Показано, что доли ионов меди в газовом и вакуумном режимах при токе разряда, достаточном для поддержания режима самораспыления (10 А), достаточно близки и
составляют 97 % и 100 %, соответственно. Результаты экспериментов и численных оценок свидетельствуют о возможности осуществления стабильного функционирования непрерывного разряда и получения потока металлических ионов в высоком вакууме в планарном магнетроне без эффектов термического испарения или сублимации
медной мишени.
В работе измерялась мощность излучения сильноточной вакуумной дуги, горящей на электродах из меди. Диапазон измерения излучения составил 100 нм 1100 нм.
Разработанная методика измерения позволила проанализировать изменение мощности излучения в зависимости от тока дуги в видимой и ультрафиолетовых частях спектра, а также, в области вакуумного ультрафиолета. Анализ полученных результатов показал, что в вакуумной дуге с сильной анодной активностью происходит перераспределение по спектру мощности излучения. Полученные результаты дали возможность оценить долю излучения в энергобалансе дуги.
Выведено аналитическое выражение для наведенного импульса тока, который возбуждается на сеточном электроде при полете заряженной микрочастицы. Полученные данные могут быть использованы для анализа скорости и угла влета микрочастиц в сеточный датчик высокоскоростных микрочастиц.
Издательство
- Издательство
- АО "НПО "ОРИОН"
- Регион
- Россия, Москва
- Почтовый адрес
- 111538, г Москва, р-н Вешняки, ул Косинская, д 9
- Юр. адрес
- 111538, г Москва, р-н Вешняки, ул Косинская, д 9
- ФИО
- Старцев Вадим Валерьевич (ГЕНЕРАЛЬНЫЙ ДИРЕКТОР)
- E-mail адрес
- orion@orion-ir.ru
- Контактный телефон
- +7 (499) 3749400