Наноматериалдарды функционализациялау қалай жүзеге асады.

КНТ мен КНЖ отттек, фтор, озон, ауамен, құрамында оттек бар қышқылдармен және тұздармен әрекеттескенде көміртекті қабаттардың СО мен СО₂ түзе тотығуы мен ашылуынан басқа олардың беткі қабаттарында функционалды топтарды түзілуі де жүзеге асады. Құрамында оттегі бар функционалды топтар, хлоро-, фторо-, топтар тәрізді әртүрлі реагенттермен әрекеттесіп нанотүтікшелерге басқа да көптеген функционалды топтарды жалғастыра алады.
Функционализация дәрежесі функцияланған көміртек атомдарының жалпы көміртек атомдар санына қатынасымен анықталады. Бұл үлес фторлау кезінде – 0,5, радикалдау кезінде – 0,2 және фторлы диаминге алмастыру кезінде 0,08-0,12 құрауы мүмкін.
Функционализация ретсіз байланған КНТ мен өсінділерді бөлуге және оларды сулы немесе органикалық еріткіштерге өтуіне мүмкіндік береді. КНМ осы қасиеті, композиттер алу барысында маңызды рөл атқарады, себебі матрица мен толтырғыш арасындағы күштірек әрекеттесу нәтежиесінде материалдың механикалық қасиеттері артады.
Функционализацияның екі түрі белгілі – функционалды топтардың нанотүтікшелердің ашық ұштарына немесе бүйір бетіне қосылуы. Ашық ұштарда бос байланыстардың болуының әсерінен оларға функционалды топтардың жалғануы жеңіл жүреді. Алайда, нанотүтікшелердің бүйір беттеріне көбірек топтар байланысады.
КНМ жалғасу үдерістерін түзілген байланыс беріктілігіне байланысты екіге бөлуге болады: берік ковалентті байланыс түзетін және берік байланыс түзбейтін (гидрофобты әрекеттесу нәтежиесінде сутекті байланыс түзі арқылы).
КНТ ковалентті байланысу химиялық және электрохимиялық реакциялар нәтежиесінде жүзеге асады. КНТ электрохимиялық ұяшықтың катод немесе анодты ретінде қолдана отырып, түтікше бетінде молекуланы тотықтыру немесе тотықсыздандыру арқылы түзілген радикалдың беткі қабатпен ковалентті байланысуын жүзеге асыруға болады.
Химиялық ковалентті функционализацияның негізгі түрлеріне тотықтыру, фторлау және амидтеу реакцияларын жатқызуға болады.
Құрамында оттек бар топтардың әртүрлі табиғаты болады (4.1 - сурет). Қышқылмен әрекеттесу барысында КНТ беттерінде негізінен –С(О)ОН, > С=O және ≡C-OH топтары түзіледі, олардың қатынасы 4:2:1 шамасына жақын болады да, жалпы концентрациясы 7 мол. %, немесе 1 г массаға дейін болуы мүмкін. Тотықтырудың бірдей шарттары кезінде түзілетін топтардың концентрациясы КНТ диаметрі, ұзындығы, бастапқы ақау дәрежесіне және үдеріс ұзақтығына тәуелді болады.

Наноматериалдарды бірдей жағдайда а - қоспасымен өңдеу кезінде түзілген функционалды топтартдың тығыздығы таза – мен өңдеумен салыстырғанда көп болады.
Қышқыл-негіздік титрлеу нәтежиесінде пиролитикалық әдіспен алынған КНТ қышқылдар қоспасымен 2сағ. өңдеу нәтежиесінде түзілген функционалдық топтардың концентрациясы 4 сағ. қайнатылған үлгімен салыстырғанда 15% көп болғаны анықталған
Бұл топтардың ішінара иондануы нәтежиесінде КНМ беткі қабатында аздаған беттік теріс заряд туғызады, соның салдарынан түтікшелер өзара тебіліп, олардың тұрақты таралуы жүзеге асады.

КНТ-ді терең функционализациялау түтікшелердің түсін өзгертуі мүмкін. Мысалы, БКНТ - , қоспасында ұзақ уақыт өңдесе, түссіз мөлдір ерітінді алынады. Алынған ерітіндіні буландырып, қышқыл қалдығынан жуып тазаласа, функционализацияланған бірқабатты көміртекті нанотүтікшелерден (ары қарай қысқартылып, БҚКНТ деп жазылатын болады.) тұратын ақ түсті тұнба алынады.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: