Назва НДР: «Здійснити синтез мікро/нано матеріалів на основі Карбону (похідних графену, нанотрубок, наностінок та карбонізованої целюлози). Провести характеризацію синтезованих мікро/нано структур на атомному та субатомному рівнях з використанням методів електронної мікроскопії та позитронної анігіляційної спектроскопії» за Договором № 01/27-10 від 28.10.2020 р. і Додатковою угодою № 1 від 19.11.2020 р., що виконується за рахунок грантової підтримки НФД України в рамках проєкту 2020.02/0100 згідно з Договором № 48/02.2020 від 27.10.2020 р. «Створення нових нанозимів як каталітичних елементів для ензиматичних наборів та хемо/біосенсорів».
Терміни виконання НДР: 28.10.2020-10.12.2020 р.
Науковий керівник: Кавецький Т.С., канд. фіз.-мат. наук, доцент.
Фактичний обсяг фінансування за період виконання із НФД України – 450,0 тис. грн.
Одержаний науковий результат, його новизна, науковий рівень, значимість
та практичне застосування
Здійснено синтез мікро/нано матеріалів на основі Карбону (похідних графену, нанотрубок, наностінок та карбонізованої целюлози) та проведено характеризацію синтезованих мікро/нано структур на атомному та субатомному рівнях з використанням методів електронної мікроскопії та позитронної анігіляційної спектроскопії (ПАС).
На прикладі зразків детонаційних наноалмазів (DND) та одностінних карбонових нанотрубок (SWCNT) з’ясовано, що за наявності молекул газу (азоту та аргону) структура обох зразків еволюціонує, про що свідчить зміна часів життя та інтенсивності всіх компонентів спектрів ПАС, однак результати досліджень вказують на те, що тип газу, що проникає в зразок, має другорядне значення – зміни під впливом N2 та Ar подібні. Зі збільшенням тиску наноалмазні ядра DND піддаються фрагментації. Система досягає насичення газом (перестаємо спостерігати зміни параметрів ПАС) поетапно, і при тиску близько 50 МПа поверхня насичується, а при тиску, що перевищує 100 МПа, вся система стабілізується. Зміни короткоживучих параметрів можуть свідчити про набухання нанотрубок у присутності аргону. Модуль Юнга карбонових нанотрубок настільки високий (від 1 до 1,8 ТПа), що відносна деформація самих карбонових нанотрубок незначно змінюється при застосуванні зовнішнього тиску. Таким чином, тиск не руйнує структуру нанотрубок, але може призвести до агрегації зерен нанотрубок (решіток та ниток).
Отримано зразки карбонових волокон з карбонізованої целюлози з різною питомою площею поверхні та біовідходів (макухи моркви) і встановлено, що за структурною морфологією та топологією вільного об’єму ці зразки є подібними.
Отримані результати є важливими для створення нових нанозимів як каталітичних елементів для ензиматичних наборів та хемо/біосенсорів.
Кількісні показники результатів дослідження
– Статті у журналах, що входять до наукометричних баз даних Scopus та/або Web of Science Core Collection – 1.