Топологические особенности в агрегации фуллерена С60 в матрице изотактического полипропилена

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

На основании данных малоуглового рассеяния нейтронов от нанокомпозита, составленного из фуллерена C60 (16.5 мас. %) в матрице изотактического полипропилена, получена информация о кластеризации наночастиц C60 и определены их геометрические параметры и размерность. В настоящей работе предложена интерпретация агрегации частиц со свойствами поверхностного фрактала в диапазоне размеров до 80 нм, наблюдаемой в эксперименте по малоугловому рассеянию нейтронов. На основании известных теорий о дефектной структуре молекулы фуллерена C60 в неевклидовых метриках, в частности, дисклинациях и монополе в двумерном сферическом пространстве Геделя, мы формулируем решеточную версию действия модели монопольного газа, в рамках которой методом Монте-Карло на решетке с использованием абелевой проекции оцениваем энергии монопольных токов при различных концентрациях монополей. В рамках предлагаемой модели можно вычислить фрактальные свойства наночастиц фуллерена C60 в полимерном композите, а также интерпретировать эволюцию дисклинаций.

Об авторах

Л. В. Ельникова

Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”; Юго-западный государственный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: elnikova@itep.ru
Россия, Москва, 117218; Курск, 305040

А. Н. Озерин

Институт синтетических полимерных материалов им. Н.С. Ениколопова РАН

Email: elnikova@itep.ru
Россия, Москва, 117393

В. Г. Шевченко

Институт синтетических полимерных материалов им. Н.С. Ениколопова РАН

Email: shev@ispm.ru
Россия, Москва, 117393

П. М. Недорезова

Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семенова РАН

Email: elnikova@itep.ru
Россия, Москва, 119991

О. М. Палазник

Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семенова РАН

Email: elnikova@itep.ru
Россия, Москва, 119991

А. Т. Пономаренко

Институт синтетических полимерных материалов им. Н.С. Ениколопова РАН

Email: elnikova@itep.ru
Россия, Москва, 117393

В. В. Ской

Объединенный институт ядерных исследований; Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)

Email: elnikova@itep.ru
Россия, Дубна, 141980; Долгопрудный, 141701

А. И. Куклин

Объединенный институт ядерных исследований; Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)

Email: alexander.iw.kuklin@gmail.com
Россия, Дубна, 141980; Долгопрудный, 141701

Список литературы

  1. Dresselhaus M.S., Dresselhaus G., Eklund P.C. Science of Fullerenes and Carbon Nanotubes: Their Properties and Applications, San Diego, California: Academic Press, 1996. 965 p.
  2. Elnikova L.V., Ozerin A.N., Shevchenko V.G., Nedorezova P.M., Ponomarenko A.T., Skoi V.V., Kuklin A.I. // Fullerenes, Nanotubes and Carbon Nanostructures. 2021. V. 29. Iss. 10. P. 783. https://doi.org/10.1080/1536383X.2021.1896496
  3. Polshchikov S.V., Nedorezova P.M., Komkova O.M., Klyamkina A.N., Shchegolikhin A.N., Krasheninnikov V.G., Aladysheva A.M., Shevchenko V.G., Muradyan V.E. // Nanotechnologies in Russia. 2014. V. 9. № 3–4. P. 175. https://doi.org/10.1134/S1995078014020128
  4. Shevchenko V.G., Polshchikov S.V., Nedorezova P.M., Klyamkina A.N., Aladyshev A.M., Chvalun S.N. // Polymer Composites. 2015. V. 36. Iss. 6. P. 1006. https://doi.org/10.1002/pc.23447
  5. Török G., Lebedev V.T., Cser L. // Phys. Solid State. 2002. V. 44. № 3. P. 572.
  6. Aksenov V.L., Tropin T.V., Avdeev M.V., Priezzhev V.B., Schmelzer J.W.P. // Phys. Particles Nuclei. 2005. V. 36. № 1. P. 52.
  7. Avdeev M.V., Khokhryakov A.A., Tropin T.V., Andrievsky G.V., Klochkov V.K., Derevyanchenko L.I., Rosta L., Garamus V.M., Priezzhev V.B., Korobov M.V., Aksenov V.L. // Langmuir. 2004. V. 20. P. 4363. https://doi.org/10.1021/la0361969
  8. Bokare A.D., Patnaik A. // J. Chem. Phys. 2003. V. 119. № 8. P. 4529. https://doi.org/10.1063/1.1594177
  9. Voronin D.P., Buchelnikov A.S., Kostjukov V.V., Khrapatiy S.V., Wyrzykowski D., Piosik J., Prylutskyy Yu I., Ritter U., Evstigneev M.P. // J. Chem. Phys. 2014. V. 140. P. 104909. https://doi.org/10.1063/1.4867902
  10. Peidys D.A., Mosunov A.A., Mykhina Yu.V., Prylutskyy Yu.I., Evstigneev M.P. // Chem. Phys. Lett. 2020. V. 742. P. 137161. https://doi.org/10.1016/j.cplett.2020.137161
  11. Eletskii A.V., Okun M.V., Smirnov B.M. // Physica Scripta. 1997. V. 55. P. 363.
  12. Безмельницын В.Н., Елецкий А.В., Окунь М.В. // УФН. 1998. Т. 168. № 11. С. 1195. https://doi.org/10.3367/UFNr.0168.199811b.1195
  13. Liu H., Lin Zh., Zhigilei L.V., Reinke P. // J. Phys. Chem. C. 2008. V. 112. P. 4687. https://doi.org/10.1021/jp0775597
  14. Sundqvist B. // Adv. Phys. 1999. V. 48. № 1. P. 1. http://dx.doi.org/10.1080/000187399243464
  15. Garcia G.Q., Cavalcante E., de M. Carvalho A.M., Furtado C. // Eur. Phys. J. Plus. 2017. V. 132. P. 183. https://doi.org/10.1140/epjp/i2017-11457-1
  16. Kochetov E.A., Osipov V.A. // J. Phys. A: Math. Gen. 1999. V. 32. P. 1961.
  17. Pudlak M., Pincak R., Osipov V.A. // Phys. Rev. A. 2007. V. 75. P. 065201. https://doi.org/10.1103/PhysRevA.75.065201
  18. Pudlak M., Pincak R., Osipov V.A. // Phys. Rev. A. 2006. V. 74. P. 235435.
  19. Chancey C.C., O’Brien M.C.M. The Jahn-Teller Effect in С60 and Other Icosahedral Complexes. New Jersey, Prinseton: Univ. Press, 1997. 204 p.
  20. Кузьмин А.В. Структурные аспекты эффекта Яна-Теллера в кристаллах анионных комплексов фуллеренов и фталоцианинов: Дис. кандидата ф.-м.н.: 01.04.07. Черноголовка, 2018. 170 с.
  21. González J., Guinea F., Vozmediano M.A.H. // Nucl. Phys. B. 1993. V. 406. P. 771.
  22. Gonzalez J., Guinea F., Vozmediano M.A.H. // Phys. Rev. Lett. 1992. V. 69. P. 172.
  23. Vozmediano M.A.H., de Juan F., Cortijo A. // J. Phys.: Conf. Ser. 2008. V. 129. P. 012001.
  24. Kroto H. // Rev. Mod. Phys. 1997. V. 69. P. 703.
  25. Kroto H.W., Heath J.R., O’Brien S.C., Curl R.F., Smalley R.E. // Nature. 1985. V. 318. P. 162.
  26. Cavalcante E., Carvalho J., Furtado C. // Eur. Phys. J. Plus. 2016. V. 131. P. 288. https://doi.org/10.1140/epjp/i2016-16288-x
  27. Катанаев М.О. // УФН. 2005. Т. 175. № 7. С. 705. https://doi.org/10.3367/UFNr.0175.200507b.0705
  28. Кадич А., Эделен Д. Калибровочная теория дислокаций и дисклинаций. М.: Мир, 1987. 166 с.
  29. Soloviev A.G., Solovjeva T.M., Ivankov O.I., Soloviov D.V., Rogachev A.V., Kuklin A.I. // J. Phys.: Conf. Ser. 2017. V. 848. P. 012020. https://doi.org/10.1088.1742-6596.848.1.012020
  30. Petoukhov M.V., Franke D., Shkumatov A.V., Tria G., Kikhney A.G., Gajda M., Gorba C., Mertens H.D., Konarev P.V., Svergun D.I. // J. Appl. Crystallogr. 2012. V. 45. P. 342. https://doi.org/10.1107/S0021889812007662
  31. Поляков А.М. Калибровочные поля и струны. Черноголовка: ИТФ им. Л.Д. Ландау, 1995. 308 с.
  32. Монастырский М.И. Топология калибровочных полей и конденсированных сред. М.: ПАИМС, 1995. 478 с.
  33. Kolesnikov D.V., Osipov V.A. // Europ. Phys. J. B. 2006. V. 49. P. 465. https://doi.org/10.1140/epjb/e2006-00087-y
  34. Frank F.C. // Phil. Mag. 1951. V. 42. № 331. P. 809.
  35. Zhan B.L., Wang C.Z., Chan C.T., Ho K.M. // Phys. Rev. B. 1993. V. 48. № 15. P. 11381.
  36. Поликарпов М.И. // УФН. 1995. Т. 165. № 6. С. 627.
  37. Chernodub M.N., Gubarev F.V. // JETP Lett. 1995. V. 62. № 2. P. 100.
  38. ’t Hooft G. // Nucl. Phys. B. 1981. V. 190. P. 455.
  39. Kronfeld A.S., Schierholz G., Wiese U.-J. // Nucl. Phys. B. 1987. V. 293. P. 461.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024