02.11.2018

 

Проект посвящен фундаментальным экспериментальным и теоретическим исследованиям, необходимым для создания новых композитных материалов на основе углеродных нанотрубок (УНТ) и графенов. Будут разработаны и оптимизированы физико-технологические режимы синтеза как индивидуальных УНТ, так и их массивов с заданными характеристиками, что сделает получаемые ориентированные массивы пригодными для различных функциональных применений, например, для создания автоэмиссионных катодов. Также будет развита методика комплексной диагностики углеродных наноматериалов для неразрушающего контроля их модифицированной структуры и физических свойств методами спектроскопии комбинационного рассеяния света (КРС).

 

Диагностика будет основана на установленных в последние 2-3 года связях между частотами и формами КРС-активных мод и особенностями реальной структуры УНТ и графенов. В частности, планируется впервые изучить проявления механизма двойного резонанса в спектрах КРС индивидуальных двустенных УНТ (ДУНТ) и теоретически описать степень влияния на него ван-дер-ваальсова взаимодействия между одностенными трубками, образующими двустенную нанотрубку.

 

Данный механизм неупругого рассеяния света наблюдается во всех sp2 углеродных материалах и в ДУНТ соответствует D и 2D модам. Также планируется построить новые теоретические подходы к описанию фононно-обусловленных свойств (теплопроводность, теплоемкость) УНТ-композитных материалов и на основе полученных результатов объяснить известные (в частности, низкотемпературные) аномалии этих свойств.

 

Разработанные теоретические модели, объясняющие принципы структурной организации, самосборку и структурно-обусловленные свойства композитных материалов на основе углеродных наноструктур с упорядоченными на их поверхности биологическими молекулами будут применены для выработки рекомендаций по проектированию подобных композитных материалов, активно применяемых в современных нанотехнологических устройствах и в бионаномедицине.