Физико-химические основы дизайна композитов на основе синергетически взаимодействующих углеродных наноструктур

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 22-23-01072

НазваниеФизико-химические основы дизайна композитов на основе синергетически взаимодействующих углеродных наноструктур

Руководитель Дьячкова Татьяна Петровна, Доктор химических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный технический университет" , Тамбовская обл

Конкурс №64 - Конкурс 2021 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 03 - Химия и науки о материалах; 03-603 - Фундаментальные основы создания новых металлических, керамических и композиционных материалов

Ключевые слова углеродные нанотрубки, графеновые нанопластины, гибридные материалы, самоорганизация, функционализация, синергизм, полимерные композиты

Код ГРНТИ31.25.15

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Проект направлен на разработку физико-химических основ технологий получения востребованных в различных областях техники (машиностроение, авиация, автомобилестроение, космические аппараты) композитов на основе полимерных матриц с синергетически взаимодействующими углеродными наноструктурами, формирующими в объеме матрицы самоорганизующиеся слои и сети. Для достижения поставленной цели необходимо решение ряда мультидисциплинарных задач из области физики наночастиц и микроструктур и физико-химии функциональных наноразмерных материалов. В ходе выполнения проекта впервые будут исследованы процессы самоорганизации за счет образования химических связей, электростатического и ван-дер-ваальсова взаимодействий наноуглеродных модификаторов (на основе углеродных нанотрубок (УНТ) и графитовых нанопластин (ГНП)) в объеме полимерной матрицы, способствующие максимальному проявлению эффекта синергизма по влиянию на физико-механические и электрофизические свойства. Будет изучено влияние морфологических параметров углеродных наноструктур (геометрические размеры, число, форма и взаимная ориентация графеновых слоев) и химического состава их поверхности (способ и степень предварительной функционализации) на закономерности самоорганизации в объеме полимерной матрицы и конечные свойства полученных композитов. Взаимодействие углеродных наноструктур различных типов, в том числе, функционализированных, между собой и с макромолекулами полимеров будет оцениваться на основе расчетов по моделям, полученным методами молекулярной динамики. Это позволит прогнозировать вид самоорганизующихся структур, подбирать оптимальные массовые соотношения углеродных компонентов и условия их химической обработки для проявления максимального синергетического эффекта по влиянию на свойства композитов. По результатам исследования планируется создание методик получения полимерных композиционных материалов, модифицированных синергетически взаимодействующими углеродными наноструктурами, по своим функциональным характеристикам значительно превосходящих существующие аналоги.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Буракова Е.А. Концепция управления технологической системой производства углеродных нанотрубок Вестник Тамбовского государственного технического университета, Том 28, №3, с. 444-454 (год публикации - 2022)
10.17277/vestnik.2022.03.pp.444-454

2. Е.А. Буракова, Е.Н. Туголуков, А.В. Рухов, Т.П. Дьячкова, Ю.В. Литовка Подход к управлению процессом получения катализатора синтеза углеродных наноматериалов Математические методы в технологиях и технике, №4, с. 16-19 (год публикации - 2022)
10.52348/2712-8873_MMTT_2022_4_16

3. Т.П. Дьячкова, А.В. Рухов, Ю.А. Хан, Д.Н. Протасов, Е.А. Буракова, Г.А. Титов, А.Г. Ткачев Interaction of Components of Epoxy composite Components Containing Carbon Nanotubes and Graphene Oxide Mixture Liquid Crystals and their Application, Т. 22, № 4. С. 84–91 (год публикации - 2022)
10.18083/LCAppl.2022.4.84

4. Буракова Е.А., Дьячкова Т.П., Алексеев С.Ю. Управление параметрами углеродных наноматериалов на стадии получения катализатора Современная химическая физика: Сб. тезисов докл. XXXIV Симпозиума, Современная химическая физика: Сб. тези-сов докл. XXXIV Симпозиума – Туапсе. – 2022. – С. 197. (год публикации - 2022)

5. Дьячкова Т.П., Хан Ю.А., Рухов А.В., Буракова Е.А., Арестов А.Н. Композиты на основе синергетически взаимодействующих углеродных наноструктур Современная химическая физика: Сб. тезисов докл. XXXIV Симпозиума, Современная химическая физика: Сб. тези-сов докл. XXXIV Симпозиума – Туапсе. – 2022. – С. 77. (год публикации - 2022)

6. Хан Ю.А., Дьячкова Т.П., Чапаксов Н.А., Буракова Е.А., Рухов А.В., Арестов А.Н. Разработка полимерных композитов на основе взаимодействующих графеновых материалов и углеродных нанотрубок Углерод: фундаментальные проблемы науки, материаловедение, технология: Сб. тезисов докл. XIV Междунар. конф., Углерод: фундаментальные проблемы науки, материаловедение, технология: Сб. тезисов докл. XIV Междунар. конф. –Троицк, 2022. – С. 184-185. (год публикации - 2022)

7. Буракова Е.А., Дьячкова Т.П., Рухов А.В. Управление параметрами наноструктур на стадии получения катализатора Виртуальное моделирование, прототипирование и промышленный дизайн: материалы Международной научно-практической конференции., Виртуальное моделирование, прототипирование и промышленный дизайн: материалы Международной науxно-практической конференции. Вып. 8 – Тамбов. – 2022. – С. 108-111. (год публикации - 2022)

8. Н.А. Чапаксов, Т.П. Дьячкова, Р.А. Столяров, В.С. Ягубов, А.Г. Ткачев, А.Е. Меметова, Н.Р. Меметов, Т.В. Пасько, И.Н. Бурмистров Electrical conductivity of composites based on ultra-high molecular weight polyethylene modified with a mixture of graphene nanoplates and iodized carbon nanotubes Journal of Advanced Materials and Technologies, Journal of Advanced Materials and Technologies. 2022. Vol. 7, No. 4, P. 246-255. (год публикации - 2022)
10.17277/jamt.2022.04.pp.246-255.

Публикации

1. Е. А. Буракова, Е. Н. Туголуков, Т. П. Дьячкова Система поддержки принятия решений при производстве катализатора синтеза углеродных нанотрубок Вестник Тамбовского государственного технического университета, Вестник Тамбовского госу-дарственного технического университета. – 2023. – Т. 29, № 2. – С. 187-198 (год публикации - 2023)
10.17277/vestnik.2023.02.pp.187-198

2. Т.П. Дьячкова, Ю.А. Хан, Е.А. Буракова, Е.В. Галунин, Г.Н. Шигабаева, Д.Н. Столбов, Г.А. Титов, Н.А. Чапаксов, А.Г. Ткачев Characteristics of Epoxy Composites Containing Carbon Nano-tubes/Graphene Mixtures Polymers, Polymers. – 2023. – V. 15(6). – P. 1476. (год публикации - 2023)
10.3390/polym15061476

3. Дьячкова Т.П., Хан Ю.А., Буракова Е.А., Сухинин А.А., Титов Г.А., Рухов А.В. Исследование закономерностей формирования гибридных материалов на основе углеродных наноструктур различной морфологии Углерод: фундаментальные проблемы науки, материаловедение, технология, Углерод: фундаментальные проблемы науки, материаловедение, технология: Сб. тезисов докл. XV Междунар. конф. – 2023. – С. 84-85. (год публикации - 2023)

4. Буракова Е.А. Поддержка принятия решений при управлении производством углеродных нанотрубок с заданными параметрами Вестник Воронежского государственного технического университета, Вестник Воронежского государственного технического университета. – 2023. – Т. 19, № 2. – С. 61-67. (год публикации - 2023)
10.36622/VSTU.2023.19.2.009

5. Буракова Е.А. Концепция управления сложными технологическими системами производства углеродных наноматериалов Прикаспийский журнал: управление и высокие технологии, Прикаспийский журнал: управление и высокие технологии. – 2023. – № 1(61). – С. 9-18. (год публикации - 2023)
10.54398/20741707_2023_1_9

6. Буракова Е.А. Системный анализ производства углеродных нановолокнистых материалов методом газофазного химического осаждения Перспективы науки, Перспективы науки. – 2023. – № 2(161). – С. 10-13. (год публикации - 2023)

7. Ю. А. Хан, Т. П. Дьячкова, Е. А. Буракова, А.А. Сухинин, Г.А. Титов, А.А. Дегтярев Формирование гибридных частиц при взаимодействии углеродных наноструктур различной морфологии Известия высших учебных заведений. Серия: Химия и химическая технология, Известия высших учебных заведений. Серия: Химия и химическая технология. – 2023. – Т. 66, № 10. – С. 59-65. (год публикации - 2023)
10.6060/ivkkt.20236610.6907

8. Дьячкова Т.П, Рухов А.В., Хан Ю.А., Буракова Е.А., Столбов Д.Н., Сухинин А.А., Титов Г.А. Композиты на основе гибридных углеродных наноструктур Издательский центр ФГБОУ ВО «ТГТУ», Материалы V Международной научно-практической конференции: Графен и родственные структуры: синтез, производство и применение - Тамбов, 2023. С. 412-416. (год публикации - 2023)

9. Хан Ю.А. Влияние морфологии УНТ как компонентов гибридных наполнителей на свойства композитов Томск : Изд-во Томского политехнического университета, Химия и химическая технология в XXI веке : материалы XXIV Международной научно-практической конференции. - Томск, 2023. - С. 583-584. (год публикации - 2023)