Электрофизические свойства композитов на основе полиэтилена...

581

Журнал прикладной химии. 2020. Т. 93. Вып. 4

УДК 544.031:539.219.1:620.18

ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КОМПОЗИТОВ

НА ОСНОВЕ ПОЛИЭТИЛЕНА, МОДИФИЦИРОВАННОГО МНОГОСЛОЙНЫМИ

УГЛЕРОДНЫМИ НАНОТРУБКАМИ С ВЫСОКИМ СОДЕРЖАНИЕМ

Fe-CO-КАТАЛИЗАТОРА

Е. Ю. Коровин³, В. И. Сусляев³, А. В. Ищенко¹, А. Н. Серкова¹,

Д. И. Сергеенко³, Д. А. Великанов⁴

¹ Институт катализа им. Г. К. Борескова СО РАН,

630090, г. Новосибирск, пр. Академика Лаврентьева, д. 5

² Новосибирский национальный исследовательский государственный университет,

630090, г. Новосибирск, ул. Пирогова, д. 2

³ Национальный исследовательский Томский государственный университет,

634050, г. Томск, пр. Ленина, д. 36

⁴ Института физики им. Л. В. Киренского СО РАН,

660036 г. Красноярск, Академгородок, д. 50, стр. 38

E-mail: moseenkov@catalysis.ru; moseenkov@gmail.com

Поступила в Редакцию 11 апреля 2019 г.

После доработки 22 ноября 2019 г.

Принята к публикации 14 декабря 2019 г.

Проведено исследование влияния остаточного катализатора синтеза многослойных углеродных

нанотрубок (МУНТ) на электрофизические свойства композитов МУНТ-полиэтилен, полученных

методом механического смешения в расплаве. Содержание остаточного катализатора варьировали

путем изменения времени синтеза МУНТ. Используемые в работе нанотрубки были охарактеризова-

ны с использованием просвечивающей и растровой электронной микроскопии, атомно-эмиссионного

анализа, рентгенофазового анализа и измерений магнитной проницаемости. Структуру полученных

композитов исследовали с использованием оптической и растровой электронной микроскопии. Были

получены зависимости удельной намагниченности от приложенного магнитного поля, объемной

электропроводности от объемного содержания наполнителя в композите и частотные зависимости

отражения, пропускания и поглощения электромагнитного излучения в диапазоне 0.01-18 ГГц. Уста-

новлено, что полученные композиты характеризуются равномерным распределением нанотрубок в по-

лимерной матрице, а зависимость объемной электропроводности от содержания МУНТ в композите

имеет перколяционный характер. Вариация времени синтеза нанотрубок позволяет получать МУНТ

с высоким содержанием ферромагнитных частиц, представляющих собой сплав, близкий по стехио-

метрии к составу активного компонента катализатора. Показано, что использование композитов,

модифицированных МУНТ с высоким содержанием остаточного катализатора, является более эф-

фективным для поглощения электромагнитного излучения за счет увеличения в них магнитных потерь.

Ключевые слова: многослойные углеродные нанотрубки; ферромагнитные частицы катализатора;

полимерные композиты; механическое смешение в расплаве; гигагерцовый диапазон; поглощение

электромагнитного излучения

DOI: 10.31857/S0044461820040131

Благодаря уникальным физико-механическим трубки (МУНТ) вызывают интерес исследователей

свойствам [1-3] многослойные углеродные нано- во всем мире и являются одним из основных мате-

582

Мосеенков С. И. и др.

риалов развивающихся нанотехнологий. Благодаря

(377 Ом), ε = ε′ - iε″ и μ = μ′ - iμ″ — комплексные

высокой электропроводности и высокому аспектному

диэлектрическая и магнитная проницаемость соот-

отношению введение небольших количеств МУНТ в

ветственно, f — частота, c — скорость света, d —

полимерные или керамические матрицы позволяет

толщина слоя, i² = -1.

увеличить электропроводность получаемых компози-

Таким образом, варьируя параметры ε и μ матери-

тов на 5-10 порядков [4]. Вместе с тем варьирование

ала, можно минимизировать отражение электромаг-

характеристик МУНТ (внешнего диаметра, длины,

нитного излучения от его поверхности.

функционального состава поверхности), их содер-

В отличие от материалов с диэлектрическими по-

жания в композите и способа получения композита

терями материалы с магнитными потерями (или с

позволяет управлять распределением нанотрубок

диэлектрическими и магнитными потерями одно-

в получаемом материале, что открывает широкие

временно) для задач увеличения электромагнитной

возможности для использования получаемых компо-

совместимости активно исследуются только послед-

зитов в качестве функциональных материалов [5-7],

ние годы [10-15]. Магнитные потери в композитах с

например для увеличения электромагнитной совме-

дисперсными магнитными частицами определяются

стимости устройств.

механизмами релаксации их магнитного момента

Стремительный рост количества устройств, ис-

[16, 17]. Ферромагнитные металлы (Fe, Ni, Co) и их

пользующих беспроводную передачу данных, при-

сплавы имеют высокие значения магнитного насы-

водит к загрязнению электромагнитным излучением

щения, но из-за высокой проводимости потери на

окружающей среды и оказывает влияние на здоровье

вихревые токи приводят к уменьшению магнитной

человека и нормальное функционирование электро-

проницаемости [18], поэтому для эффективного по-

ники. Это увеличивает актуальность разработки ма-

глощения электромагнитного излучения требуется

териалов для увеличения электромагнитной совме-

уменьшение размеров магнитных частиц ниже кри-

стимости, в качестве которых обычно используют

тического [19]. При уменьшении размера наночастиц

материалы с высокими диэлектрическими и магнит-

наблюдается переход из ферромагнитного состояния

ными потерями. Диэлектрические потери опреде-

в суперпарамагнитное состояние, что приводит к

дополнительному увеличению частоты релаксации

ляются как

(ε′ и ε″ — реальная и мнимая

[20, 21], а наличие физического контакта между

магнитными наночастицами препятствует спино-

части диэлектрической проницаемости), зависят от

вой флуктуации [22], что ведет к снижению частоты

проводимости материала и характеризуют диссипа-

релаксации частиц. Таким образом, для расширения

цию энергии, создаваемой внешним электрическим

рабочего частотного диапазона композитов с маг-

полем. Магнитные потери

(μ′ и μ″ — реаль-

нитными потерями и эффективного использования

магнитных частиц необходимо создание материала

ная и мнимая части магнитной восприимчивости)

с равномерным распределением магнитных частиц

соответствуют потерям энергии внутри магнитного

минимального размера.

материала из-за фазовой задержки между приложен-

Известно, что для синтеза МУНТ одними из наи-

ным и наведенным магнитными полями и характе-

более эффективных катализаторов являются ката-

ризуют диссипацию энергии, создаваемой внешним

лизаторы на основе Fe и Co [23]. Активные ката-

магнитным полем. Для минимизации отражения

литические частицы Fe-Co-сплава формируются

электромагнитного излучения от поглотителя также

на стадии активации и сопоставимы по размерам с

необходимо согласование волнового сопротивления

внешним диаметром растущих на них нанотрубок.

поглощающей среды и свободного пространства [8].

Регулирование времени синтеза МУНТ позволяет

Потери на отражение (1) и волновое сопротивление

получать нанотрубки с увеличенным содержанием

материала (2) определяются как [9]

дисперсных магнитоактивных частиц Fe-Co-сплава,

сформированных на стадии активации катализатора,

(1)

а зауглероживание или инкапсулирование в каналах

МУНТ частиц сплава, происходящее при дезактива-

ции катализатора, предотвращает окисление частиц

(2)

при выносе образца на воздух.

Цель работы — получение композитов на основе

где Z — волновое сопротивление материала, Z₀ —

матрицы полиэтилена, модифицированной МУНТ

волновое сопротивление свободного пространства

с высоким содержанием магнитоактивных частиц

Электрофизические свойства композитов на основе полиэтилена...

583

Fe-Co-сплава, обладающих одновременно диэлек-

рошков МУНТ определяли по изменению модуля

трическими и магнитными потерями, и проведение

импеданса и фазового сдвига комплексного сопро-

сравнительного исследования влияния магнитоак-

тивления катушки, в которую вносили исследуемый

тивных частиц на взаимодействие таких композитов

образец (МНИПИ Е7-30). Полученные значения пе-

с электромагнитным излучением в гигагерцовом ди-

ресчитывали с учетом степени заполнения катушки

апазоне частот.

и насыпной плотности образцов (0.13 и 0.085 г·см^-3

для NT и NT-k соответственно).

Структуру полученных композитов исследовали

Экспериментальная часть

с использованием методов оптической микроско-

Многослойные углеродные нанотрубки получали

пии (БиоМед 5) и РЭМ. Образец для оптической ми-

методом химического газофазного осаждения путем

кроскопии получали путем расплавления композита

разложения смеси этилена с аргоном (1:1) при 680°С

между предметными стеклами при 150°С и давлении

на катализаторе с активным компонентом состава

1 МПа. Исследования методом РЭМ проводили на

Fe₂Co [24]. Содержание ферромагнитных частиц ка-

разломах пленок композитов, полученных при их

тализатора в МУНТ регулировали изменением време-

разрушении под слоем жидкого азота. Для предот-

ни роста нанотрубок. В работе использовали два типа

вращения подзарядки и деструкции образца на ис-

МУНТ с суммарным содержанием Fe и Co (по дан-

следуемую поверхности наносили тонкий (~10 нм)

ным атомно-эмиссионного анализа) 1.1 и 25.2 мас%

слой золота. Измерения удельной намагниченности

для образцов NT и NT-k, для которых длительность

композитов в зависимости от напряженности маг-

синтеза составляла 15 и 3 мин соответственно.

нитного поля проведено с использованием вибраци-

Для получения композитов с полиэтиленом

онного магнитометра 7410 VSM (Lake Shore) в полях

(Daelim LH3750m) навески порошков МУНТ и по-

до 20 кЭ. Объемную электропроводность композитов

лиэтилена предварительно смешивали в ножевой

определяли из измерений вольт-амперной характери-

мельнице в течение 3 мин до получения равномерной

стики, которые проводили с использованием источни-

смеси. Полученную смесь обрабатывали на экстру-

ка-измерителя Keithley 6487 и измерительной камеры

дере-смесителе Dynisco LME. Особенностью дан-

Keithley 8009. Расчет удельной проводимости прово-

ного экструдера-смесителя является возможность

дили с использованием данных третьего измерения

регулирования зазора между вращающимся валом и

вольт-амперной характеристики в области линейной

неподвижной головкой, через который проходит рас-

зависимости тока от напряжения для всех композитов

плав композита. Величина зазора определяет макси-

при напряженности электрического поля 3 В·мм^-1.

мальный размер проходящих частиц и интенсивность

Частотные зависимости отражения, пропускания и

сдвиговой деформации в расплаве, способствующей

поглощения в диапазоне 0.01-18 ГГц определяли в

разрушению агрегатов нанотрубок. Обработку про-

коаксиальной ячейке N-типа с использованием ана-

водили при температуре шнека 135°С и температуре

лизатора цепей N5247A (Agilent Technologies) [25].

головки 145°С в две стадии. Сначала смесь порошков

сплавляли при величине зазора между шнеком и го-

Обсуждение результатов

ловкой 500 мкм, затем проводили диспергирование

МУНТ в полимере путем семи последовательных

Структура и свойства исходных МУНТ. С ис-

обработок при расстоянии между шнеком и головкой

пользованием методов ПЭМ и РЭМ было проведе-

100 мкм. Пленки композитов толщиной 500 ± 10 мкм

но исследование структуры исходных МУНТ NT и

получали методом горячего прессования в течение

NT-k (рис. 1). Методом ПЭМ было установлено, что

5 мин при 140°С и давлении 2 МПа. С использовани-

частицы Fe-Co-сплава присутствуют в структуре об-

ем такой методики были получены композиты C-NT

разцов МУНТ в основном в виде частиц двух типов:

с содержанием нанотрубок NT 0.83, 1.3, 2.1, 3.2, 4.3

инкапсулированных в каналах нанотрубок с размером

и 5.5 об% и композиты С-NT-k с содержанием нано-

4-8 нм (рис. 1, а) и в виде зауглероженных частиц с

трубок NT-k 0.84, 1.3, 2.1, 3.3, 4.4 и 5.6 об%.

размером 10-15 нм (рис. 1, б, в). Присутствие ин-

Исходные МУНТ были охарактеризованы с ис-

капсулированных частиц Fe-Co-сплава в каналах

пользованием просвечивающей электронной ми-

МУНТ связано с процессом дезактивации катализа-

кроскопии (ПЭМ, JEM-2010, Jeol), растровой элек-

тора, когда работающие частицы активного компо-

тронной микроскопии (РЭМ, JSM6460LV, Jeol),

нента частично втягиваются в канал образующейся

рентгенофазового анализа (РФА, ARL X′TRA,

нанотрубки, а зауглероженных частиц сплава Fe и

Thermo Scientific). Магнитную проницаемость по-

Со — со спеканием дисперсного активного компо-

584

Мосеенков С. И. и др.

Рис. 1. Характерные изображения образцов многослойных углеродных нанотрубок с различным временем синтеза,

полученные с использованием просвечивающей и растровой электронной микроскопии.

а-в — ПЭМ-изображения образца NT-k; г, е — РЭМ-изображения образца NT-k; д, ж — РЭМ-изображения образца NT.

нента в процессе активации катализатора и их по-

составляла 5-10 мкм, а в образцах NT — 15-25 мкм

следующим зауглероживанием [23]. По данным ПЭМ

(рис. 1, е, ж), что связано с различным временем

размер зауглероженных частиц не зависит от времени

синтеза нанотрубок. Установлено, что тяжи МУНТ

синтеза МУНТ.

состоят из контактирующих одиночных перепле-

С использованием метода РЭМ (рис. 1, г-ж) было

тенных нанотрубок. Кроме того, в объеме образца

установлено, что остаточный катализатор представ-

NT-k содержится значительное количество частиц

ляет собой уплощенные частицы высокодисперсных

носителя катализатора (рис. 1, г, вставка) со средним

шпинелей на основе Fe, Co и Al [26]. Растущие на-

размером 50-70 мкм, которые могут структурировать

нотрубки формируют плотные тяжи на поверхности

МУНТ и облегчать их диспергирование в полимерной

катализатора. В образцах NT-k длина тяжей МУНТ

матрице.

Электрофизические свойства композитов на основе полиэтилена...

585

что металлы Fe и Со образуют сплав состава Fe₂Co,

соответствующий составу активного компонента ка-

тализатора.

Были получены частотные зависимости магнитной

проницаемости образцов МУНТ NT и NT-k (рис. 3).

Установлено, что μ′, μ″ и тангенс угла магнитных

потерь образцов имеют сходную частотную зависи-

мость в диапазоне 10 кГц-3 МГц, а различия в их

абсолютной величине вызваны разным содержанием

магнитных частиц. Определено, что величина маг-

нитной проницаемости нелинейно зависит от содер-

жания металлов в образце, так как суммарное содер-

жание Fe и Co в образце NT-k больше в 22.8 раза,

чем в образце NT (по данным атомно-эмиссионного

анализа), при этом магнитная проницаемость образца

Рис. 2. Рентгенограммы образцов исходных многослой- NT-k в 3 раза больше NT. Данное различие, по-види-

ных углеродных нанотрубок NT (2) и NT-k (1).

мому, вызвано частичным окислением частиц метал-

лов в образце NT-k кислородом воздуха.

Анализ рентгенограмм образцов NT и NT-k пока-

Таким образом, результаты исследования исход-

зал наличие рефлексов 2θ = 25° (002) и 2θ = 43° (111),

ных МУНТ NT и NT-k методами ПЭМ, РЭМ, РФА и

характерных для нанотрубок (рис. 2). Для образца

путем определения частотной зависимости магнит-

NT-k интенсивность этих пиков меньше, чем для

ной проницаемости показали, что можно эффективно

образца NT, за счет высокого содержания остаточ-

управлять содержанием Fe₂Co-частиц в получаемых

ного катализатора. В рентгенограмме образца NT-k

нанотрубках и магнитной проницаемостью МУНТ

присутствуют пики, характерные для шпинельных

путем изменения времени их синтеза.

фаз на основе Al₂O₃ в составе носителя катализатора

Исследование структуры и свойств композитов.

и активных частиц Fe-Co-сплава [27]. Ввиду того,

Структура композитов была исследована с исполь-

что на рентгенограмме отсутствуют пики, характер-

зованием методов оптической микроскопии и РЭМ

ные для металлического Co, можно предположить,

(рис. 4).

Рис. 3. Частотная зависимость магнитной проницаемости образцов многослойных углеродных нанотрубок NT и

NT-k, скорректированная с учетом их насыпной плотности.

На вставке приведена частотная зависимость тангенса угла магнитных потерь для образцов NT и NT-k.

586

Мосеенков С. И. и др.

Рис. 4. Характерные изображения композитов на примере образцов с одинаковым содержанием нанотрубок: 2.1 об%

С-NT (слева) и 2.1 об% С-NT-k (справа), полученные с использованием оптической микроскопии (а, б) и растровой

электронной микроскопии (в-е).

С использованием метода оптической микроско-

ры композитов методами оптической микроскопии и

пии установлено, что оптическая плотность матри-

РЭМ позволяет заключить, что за счет интенсивного

цы композитов незначительно изменяется по всему

механического воздействия в процессе получения

полю изображения. В структуре композитов при-

композитов происходит разрушение основного числа

сутствует небольшое количество плотных черных

первичных агрегатов нанотрубок, а полученные ком-

включений размером 5-10 мкм (рис. 4, а, б), пред-

позиты имеют высокую равномерность распределе-

ставляющих собой агрегаты нанотрубок. На РЭМ-

ния нанотрубок в полимерной матрице.

изображениях композитов не наблюдается каких-либо

С использованием вибрационного магнитометра

крупных включений, агрегатов или тяжей МУНТ

были получены данные о зависимости удельной на-

(рис. 4, д, е). Изображения РЭМ высокого увеличе-

магниченности от приложенного магнитного поля

ния показали, что на поверхность наблюдаются еди-

для образцов композитов 5.5 об% С-NT и 5.6 об%

ничные нанотрубки и наиболее прочные первичные

С-NT-k (рис. 5).

агрегаты МУНТ размером 200-400 нм (рис. 4, в, г).

Нелинейный характер кривых намагниченно-

Таким образом, проведенное исследование структу- сти и наличие гистерезиса свидетельствуют о на-

Электрофизические свойства композитов на основе полиэтилена...

587

образцом 5.5 об% С-NT. Увеличение коэрцитивной

силы с ростом содержания металлических частиц,

наблюдаемое для композитов, согласуется с увеличе-

нием размера металлических частиц с 4-8 для МУНТ

NT до 10-15 нм для NT-k, определенным методом

ПЭМ. В силу малого размера магнитные частицы

во всех композитах являются однодоменными [28,

29]. Полученные результаты также согласуются с

данными о механизме дезактивации катализатора

синтеза МУНТ, когда в процессе роста нанотрубок

периодически происходит инкапсулирование фраг-

ментов каталитических частиц во внутреннем канале

нанотрубок в виде металлических частиц размером

4-8 нм (соответствует диаметру внутреннего канала

в нанотрубках). Данный процесс протекает до тех

пор, пока размер каталитической частицы превышает

Рис. 5. Зависимость удельной намагниченности от на-

диаметр растущей нанотрубки и приводит к диспер-

пряженности магнитного поля в диапазоне ±3500 Э для

гированию активного компонента.

образцов композитов 5.5 об% С-NT и 5.6 об% С-NT-k.

Установлено, что зависимость объемной элек-

На вставке приведена зависимость удельной намагничен-

тропроводности композитов от объемного содер-

ности этих образцов от напряженности магнитного поля в

жания МУНТ на постоянном токе (рис. 6) имеет

диапазоне ±20 кЭ.

перколяционный характер. Для композитов С-NT-k

характерно большее значение проводимости по срав-

личии ферромагнитных частиц в композитах.

нению с композитами С-NT при близком содержании

Установлено, что для композита 5.5 об% С-NT ко-

МУНТ.

эрцитивная сила и магнитное насыщение составля-

Аппроксимация полученных концентрационных

ют 75 Гс·см³·г^-1 и 1600 Э, а для композита 5.6 об%

зависимостей объемной проводимости композитов

С-NT-k —105 Гс·см³·г^-1 и 2300 Э соответственно.

теоретической функцией σ ~ (p - p_c)^t [30] (рис. 6,

Большая величина магнитного насыщения для об-

вставка) позволила установить значения критиче-

разца 5.6 об% С-NT-k свидетельствует об увеличе-

ской концентрации МУНТ (p_c) и критический ин-

нии в нем доли магнитных частиц по сравнению с

декс проводимости (t) в зависимости от использован-

Рис. 6. Зависимость объемной электропроводности на постоянном токе от объемной концентрации многослойных

углеродных нанотрубок в композитах С-NT и С-NT-k.

На вставке приведена аппроксимация данных объемной электропроводности функцией σ ~ (p - p_c)^t.

588

Мосеенков С. И. и др.

Рис. 7. Характерные частотные зависимости пропускания (Т), отражения (R) и поглощения (А) на примере компо-

зитов C-NT 5.5 об% и C-NT-k 5.6 об% (а) и зависимость пропускания, отражения и поглощения от объемного содер-

жания многослойных углеродных нанотрубок в композитах C-NT и C-NT-k при фиксированной частоте 12 ГГц (б).

ных МУНТ: для композитов серии C-NT p_c = 0.77 и

зволяет предположить, что увеличение содержания

t = 3.93, для композитов C-NT-k p_c = 1.04 и t = 2.85.

металлов в композите до 10-15 мас% за счет даль-

Таким образом, за счет меньшего времени синтеза и

нейшего уменьшения времени синтеза МУНТ или

соответственно меньшей длины нанотрубок компо-

увеличение содержания МУНТ в композите может

зиты C-NT-k имеют более высокий порог перколяции

позволить значительно усилить эффект поглощения

по сравнению с композитами C-NT. При этом боль-

электромагнитного излучения в гигагерцовом диапа-

шая объемная проводимость композитов C-NT-k по

зоне частот.

сравнению с композитами C-NT при близком содер-

жании нанотрубок свидетельствует о большем числе

Выводы

контактов между индивидуальными нанотрубками в

композите. Причиной этого может являться остаточ-

Установлено, что за счет изменения времени син-

ный катализатор, который способствует разрушению

теза многослойных углеродных нанотрубок можно

агрегатов МУНТ в процессе получения композитов

получать образцы с высоким содержанием магнито-

C-NT-k.

активных металлических частиц, которые представ-

Исследование частотной зависимости отраже-

ляют собой сплав, близкий по стехиометрии к составу

ния, пропускания и поглощения электромагнитного

активного компонента катализатора. Получаемые

излучения композитами в диапазоне 0.01-18 ГГц

таким способом частицы являются ферромагнит-

(рис. 7, а) показало, что для всех образцов характерно

ными. Увеличение времени синтеза многослойных

увеличение поглощения и отражения и уменьше-

углеродных нанотрубок приводит к уменьшению

ние пропускания с ростом частоты. Для композитов

среднего размера магнитных частиц за счет их дис-

C-NT-k в области частот 14-18 ГГц наблюдается из-

пергирования в каналах нанотрубок.

менение характера частотной зависимости погло-

Сокращение времени синтеза многослойных

щения и пропускания по сравнению с композитами

углеродных нанотрубок приводит к уменьшению

C-NT.

их длины и увеличению содержания остаточного

Можно видеть, что во всем интервале концен-

катализатора. Использование таких нанотрубок для

траций МУНТ композиты C-NT-k демонстрируют

получения композитов ведет к небольшому увели-

большее поглощение и меньшее пропускание элек-

чению порога перколяции и, вместе с тем, к уве-

тромагнитного излучения (рис. 7, б). Данный эффект

личению проводимости композита выше порога

можно объяснить только наличием магнитных потерь

перколяции. Увеличение содержания ферромагнит-

в композитах. Необходимо отметить, что при содер-

ных частиц металла в композите, модифицирован-

жании МУНТ в композитах 5.5 (C-NT) и 5.6 об%

ном МУНТ, способствует увеличению поглощения

(C-NT-k) массовое содержание металлов в них со-

электромагнитного излучения за счет роста магнит-

ставляет ~0.1 и 2.5 мас% соответственно. Это по-

ных потерь.

Электрофизические свойства композитов на основе полиэтилена...

589

Финансирование работы

[6] Gong S., Zhu Z. H., Meguid S. A. Anisotropic electrical

conductivity of polymer composites with aligned

Работа выполнена при финансовой поддержке

carbon nanotubes // Polymer. 2015. V. 56. P. 498-506.

Российского научного фонда, проект № 17-73-20293.

https://doi.org/10.1016/j.polymer.2014.11.038

[7] González M., Pozuelo J., Baselga J. Electromagnetic

Конфликт интересов

shielding materials in GHz range // Chem. Record.

2018. V. 18. N 7-8. P. 1000-1009.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта инте-

https://doi.org/10.1002/tcr.201700066

ресов, требующего раскрытия в данной статье.

[8] Li J., Lu W., Suhr J., Chen H., Xiao J. Q., Chou T.-W.

Информация об авторах

Superb electromagnetic wave-absorbing composites

based on large-scale graphene and carbon nanotube

Мосеенков Сергей Иванович, к.х.н.,

films // Sci. Reports. 2017. V. 7. N 2349. P. 110.

ORCID: https://orcid.org/0000-0001-7761-5896

https://doi.org/10.1038/s41598-017-02639-7

Кузнецов Владимир Львович, к.х.н.,

[9] Wang G., Gao Z., Wan G., Lin S., Yang P., Qin Y.

ORCID: https://orcid.org/0000-0002-9087-5630

High densities of magnetic nanoparticles supported

Заворин Алексей Валерьевич, магистрант,

on graphene fabricated by atomic layer deposition and

ORCID: https://orcid.org/0000-0003-1970-4596

their use as efficient synergistic microwave absorbers //

Голубцов Георгий Викторович, магистрант,

Nano Research. 2014. V. 7. N 5. P. 704-716. https://

ORCID: https://orcid.org/0000-0002-3243-2815

doi.org/10.1007/s12274-014-0432-0

[10] Cheng H., Wei S., Ji Y., Zhai J., Zhang X., Chen J.,

Коровин Евгений Юрьевич, к.ф.-м.н., доцент,

Shen C. Synergetic effect of Fe₃O₄ nanoparticles

ORCID: https://orcid.org/0000-0001-5213-2951

and carbon on flexible poly (vinylidence fluoride)

Сусляев Валентин Иванович, к.ф.-м.н., доцент,

based films with higher heat dissipation to improve

ORCID: https://orcid.org/0000-0003-0935-975X

electromagnetic shielding // Composites. Part A: Appl.

Ищенко Аркадий Владимирович, к.х.н.,

Sci. Manufacturing. 2019. V. 121. P. 139-148. https://

ORCID: https://orcid.org/0000-0001-7183-3905

doi.org/10.1016/j.compositesa.2019.03.019

Серкова Александра Николаевна,

[11] Liu Y., Lu M., Wu K., Yao S., Du X., Chen G., Zhang Q.,

ORCID: https://orcid.org/0000-0003-0388-8984

Liang L., Lu M. Anisotropic thermal conductivity

Сергеенко Даниил Игоревич,

and electromagnetic interference shielding of epoxy

ORCID: https://orcid.org/0000-0003-0545-2498

nanocomposites based on magnetic driving reduced

Великанов Дмитрий Анатольевич, к.ф.-м.н., до-

graphene oxide@Fe₃O₄ // Composites Sci. Technol.

цент, ORCID: https://orcid.org/0000-0003-2662-0470

2019. V. 174. P. 1-10.

https://doi.org/10.1016/j.compscitech.2019.02.005

[12] Lee S.-H., Kang D., Oh I.-K. Multilayered graphene-

Список литературы

carbon nanotube-iron oxide three-dimensional hetero-

[1] De Volder M. F. L., Tawfick S. H., Baughman R. H.,

structure for flexible electromagnetic interference

Hart A. J. Carbon nanotubes: Present and future

shielding film // Carbon. 2017. V. 111. P. 248-257.

commercial applications // Science. 2013. V. 339.

https://doi.org/10.1016/j.carbon.2016.10.003

N 6119. P. 535-539.

[13] Sankaran S., Deshmukh K., Ahamed M. B., Khadheer

https://doi.org/10.1126/science.1222453

Pasha S. K. Recent advances in electromagnetic

[2] Popov V. Carbon nanotubes: Properties and

interference shielding properties of metal and

application // Mater. Sci. Eng.: R: Reports. 2004. V. 43.

carbon filler reinforced flexible polymer composites:

N 3. P. 61-102.

A review // Composites. Part A: Appl. Sci.

https://doi.org/10.1016/j.mser.2003.10.001

Manufacturing. 2018. V. 114. P. 49-71.

[3] Feller J.-F., Castro M., Kumar B. Polymer-Carbon

https://doi.org/10.1016/j.compositesa.2018.08.006

Nanotube Composites. Elsevier, 2011. P. 760-803.

[14] Abbasi H., Antunes M., Velasco J. I. Recent advances

[4] Bauhofer W., Kovacs J. Z. A review and analysis of

in carbon-based polymer nanocomposites for

electrical percolation in carbon nanotube polymer

electromagnetic interference shielding // Progress

composites // Composites Sci. Technol. 2009. V. 69.

Mater. Sci. 2019. V. 103. P. 319-373.

N 10. P. 1486-1498.

https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2019.02.003

https://doi.org/10.1016/j.compscitech.2008.06.018

[15] Wang C., Murugadoss V., Kong J., He Z., Mai X.,

[5] Spitalsky Z., Tasis D., Papagelis K., Galiotis C. Carbon

Shao Q., Chen Y., Guo L., Liu C., Angaiah S.,

nanotube-polymer composites: Chemistry, processing,

Guo Z. Overview of carbon nanostructures and

mechanical and electrical properties // Progress Polym.

nanocomposites for electromagnetic wave shielding //

Sci. V. 35. N 3. P. 357-401.

Carbon. 2018. V. 140. P. 696-733.

https://doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2009.09.003

https://doi.org/10.1016/j.carbon.2018.09.006

590

Мосеенков С. И. и др.

[16] Kodama R. H. Magnetic nanoparticles // J.Magnetism

nanotube synthesis // J. Catal. 2018. V. 358. P. 62-70.

Magnetic Mater. 1999. V. 200. N 1. P. 359-372. https://

https://doi.org/10.1016/j.jcat.2017.11.025

doi.org/10.1016/S0304-8853(99)00347-9

[25]

Сусляев В. И., Кузнецов В. Л., Журавлев В. А.,

[17] Dosoudil R., Usakova M., Franek J., Slama J.,

Мазов И. Н., Коровин Е. Ю., Мосеенков С. И.,

Gruskova A. Particle size and concentration effect

Дорожкин К. В. Исследование электромагнитного

on permeability and EM-wave absorption properties

отклика полимерных композитных материалов, со-

of hybrid ferrite polymer composites // IEEE

держащих углеродные наноструктуры, в диапазоне

Transactions on Magnetics. 2010. V. 46. N 2. P. 436-

частот 10 МГц-1.1 ТГц // Изв. вузов. Физика. 2012.

439. https://doi.org/10.1109/TMAG.2009.2033347

Т. 55. № 8. С.103-108 [Suslyaev V. I., Kuznetsov V. L.,

[18] Liu W., Zhong W., Jiang H. Y., Tang N. J., Wu X. L.,

Zhuravlev V. A., Mazov I. N., Korovin E. Yu.,

Du W. Y. Synthesis and magnetic properties of FeNi₃/

Moseenkov S. I., Dorozhkin K. V. An investigation

Al₂O₃ core-shell nanocomposites // Eur. Phys. J. B —

of electromagnetic response of composite polymer

Condensed Matter and Complex Systems. 2005. V. 46.

materials containing carbon nanostructures within the

N 4. P. 471-474.

range of frequencies 10 MHz-1.1 THz // Russ. Phys.

https://doi.org/10.1140/epjb/e2005-00276-2

J. 2013. V. 55. N 8. P. 970-976.

[19] Zhang X. F., Guan P. F., Dong X. L. Transform between

https://doi.org/10.1007/s11182-013-9909-7 ].

the permeability and permittivity in the close-packed

[26]

Пат. РФ 2373995 (опубл. 2009). Способ получения

Ni nanoparticles // Appl. Phys. Lett. 2010. V. 97.

высокодисперсных нанесенных катализаторов и

N 033107. P. 13. https://doi.org/10.1063/1.3464975

синтез углеродных нанотрубок.

[20] Liu X. G., Li B., Geng D. Y., Cui W. B., Yang F.,

[27]

Kuznetsov V. L., Krasnikov D. V., Schmakov A. N.,

Xie Z. G., Kang D. J., Zhang Z. D. (Fe, Ni)/C

Elumeeva K. V. In situ and ex situ time resolved study

nanocapsules for electromagnetic-wave-absorber in

of multi-component Fe-Co oxide catalyst activation

the whole Ku-band // Carbon. 2009. V. 47. N 2. P. 470-

during MWNT synthesis // Physica Status Solidi B.

474. https://doi.org/10.1016/j.carbon.2008.10.028

2012. V. 249. N 12. P. 2390-2394.

[21] Song N.-N., Yang H.-T., Liu H.-L., Ren X., Ding H.-F.,

https://doi.org/10.1002/pssb.201200120

Zhang X.-Q., Cheng Z.-H. Exceeding natural

[28]

Li Q., Kartikowati C. W., Horie S., Ogi T., Iwaki T.,

resonance frequency limit of monodisperse Fe₃O₄

Okuyama K. Correlation between particle size/

nanoparticles via superparamagnetic relaxation // Sci.

domain structure and magnetic properties of highly

Reports. 2013. V. 3. N 3161. P. 15.

crystalline Fe₃O₄ nanoparticles // Sci. Reports. 2017.

https://doi.org/10.1038/srep03161

V. 7. N 9894. P. 17.

[22] Song N.-N., Ke Y.-J., Yang H.-T., Zhang H.,

https://doi.org/10.1038/s41598-017-09897-5

Zhang X.-Q., Shen B.-G., Cheng Z.-H. Integrating

[29]

Nascimento V. P., Passamani E. C., Takeuchi A. Y.,

giant microwave absorption with magnetic

Larica C., Nunes E. Single magnetic domain

refrigeration in one multifunctional intermetallic

precipitates of Fe/Co and Fe and Co in Cu matrix

compound of LaFe_11.6Si_1.4C_0.2H_1.7 // Sci. Reports.

produced from (Fe-Co)/Cu metastable alloys // J.

2013. V. 3. N 2291. P. 15.

Phys.: Condensed Matter. 2001. V. 13. N 4. P. 665-

https://doi.org/10.1038/srep02291

682. https://doi.org/10.1088/0953-8984/13/4/313

[23] Usoltseva A., Kuznetsov V., Rudina N., Moroz E.,

[30]

Елецкий А. В., Книжник А. А., Потапкин Б. В.,

Haluska M., Roth S. Influence of catalysts′ activation

Кенни Х. M. Электрические характеристики по-

on their activity and selectivity in carbon nanotubes

лимерных композитов, содержащих углеродные

synthesis // Physica Status Solidi B. 2007. V. 244.

нанотрубки // Успехи физ. наук. 2015. Т. 185. № 3.

N 11. P. 3920-3924.

С. 225-270.

https://doi.org/10.1002/pssb.200776143

https://doi.org/10.3367/UFNr.0185.201503a.0225

[24] Andreev A. S., Krasnikov D. V., Zaikovskii V. I.,

[Eletskii A. V., Knizhnik A. A., Potapkin B. V.,

Cherepanova S. V., Kazakova M. A., Lapina O. B.,

Kenny J. M. Electrical characteristics of carbon

Kuznetsov V. L., d′Espinose de Lacaillerie J. Internal

nanotube-doped composites // Physics-Uspekhi. 2015.

field ⁵⁹Co NMR study of cobalt-iron nanoparticles

V. 58. N 3. P. 209-251.

during the activation of CoFe₂/CaO catalyst for carbon

https://doi.org/10.3367/UFNe.0185.201503a.0225 ].