Введение
1. Литературный обзор 10
1.1. Углеродные наночастицы 10
1.1.1. Одностенные углеродные нанорубки (ОУНТ) и основные методы их получения 10
1.1.2. Электронная структура ОУНТ 12
1.1.3. Сажа 15
1.1.4. Стабилизация углеродных наночастиц во флюидных средах 16
1.2. Агрегация ПАВ в воде и смешанном растворителе 20
1.2.1. Плюроник F127 и фазовое поведение его водного раствора 20
1.2.2. Термодинамика мицеллообразования в растворах блоксополимеров 24
1.2.3. Поливиниловый спирт и его водные расторы 27
1.2.4. Взаимодействие полимер-сурфактант в водной среде 32
1.2.5. Термодинамическое моделирование агрегации ионного ПАВ в
смешанном растворителе 37
1.3. Нелинейное оптическое ограничение 38
1.3.1. Физическое явление ограничения 38
1.3.2. Лимитеры на базе наноуглерода (сажа и одностенные нанотрубки)
1.3.2.1. CB 40
1.3.2.2. ОУНТ 41
1.3.3. Явление бличинга в жидких суспезиях 42
2. Материалы и методы исследования 44
2.1. Приготовление материалов-лимитеров 44
2.1.1. Вещества для приготовления материалов-лимитеров с наноуглеродом 44
2.1.2. Приготовление тройных систем Плюроник F127-вода-наноуглерод 45
2.1.3. Приготовление тройных систем ДБСН-вода-поливиниловый спирт 47
2.1.4. Приготовление четырехкомпонентной системы ПВС-ДБСН-вода-CB 48
2.2. Методики изучения фазовых равновесий 48
2.2.1. Определение фазовых границ бинарной системы Плюроник F127-вода и тройной системы Плюроник F127-вода-наноуглерод 48
2.2.2 Исследование агрегативного поведения ионного ПАВ в смешанном водно-полимерном растворителе з
2.2.3. Моделирование мицеллярной агрегации ионного ПАВ в смешанном водно-полимерном растворителе 56
2.3. Методы исследования структурных характеристик: определение размеров
надмолекулярных частиц в системах ПВС-вода, ПВС-ДБСН-вода и ПВС-ДБСН CB-вода 63
2.4. Исследование оптических и нелинейно-оптических свойств систем
Плюроник F127-вода-ОУНТ, Плюроник F127-вода-CB и ПВС-ДБСН-вода-CB 64
2.4.1. Спектроскопия оптической абсорбции 64
2.4.1.1. Исследования термической и темпоральной устойчивости наноуглеродных композитов 66
2.4.2. Е-сканирование: лимитинг лазерного излучения высокой интенсивности суспензиями ОУНТ и сажи 66
2.4.3. Z-сканирование: нелинейное оптическое ограничение суспензиями сажи
3. Обсуждение полученных результатов 69
3.1. Определение фазовых границ бинарной системы Плюроник F127-вода и тройной системы Плюроник F127-вода-наноуглерод 69
3.1.1. Вискозиметрия 69
3.1.2. Реометрия 72
3.1.3. ДСК 76
3.1.4. Сравнение результатов использованных методик 80
3.2. Исследование систем суспензии CB, стабилизированной ДБСН в водных растворах ПВС 82
3.2.1. Кондуктометрическое исследование мицеллообразования ДБСН в смешанном растроворителе вода-ПВС 82
3.2.2. Мицеллярная агрегации ДБСН в смешанном растворителе ПВС – вода в рамках молекулярно-термодинамической модели 84
3.2.3. Вискозиметрия растворов ДБСН в водно-полимерной среде 87
3.2.4 ДРС: Распределение нано-партикулярных объектов по размерам в системе «вода+ДБСН+поливиниловый спирт+сажа» и ее подсистемах 88
3.3. Исследование временной и температурной стабильности суспензий наноуглерода 92
3.4. Лимитинг лазерного излучения в системах с наноуглеродом в водно полимерных матрицах 94
3.4.1. Нелинейно-оптическое ограничение в системах с ОУНТ и сажей, диспергированными в матрице вода-Плюроник F127 94
3.4.2. Нелинейно-оптическое ограничение в системах с дисперсией CB, стабилизированной ПАВ в бинарном растворителе «вода+поливиниловый спирт» 102
4. Выводы 105
Список литературы 107
