Создание и исследование свойств композиционных материалов путем модифицирования волокон полипропилена наночастицами состава Pt@Fe2o3

М.И. Бирюкова; Г.Ю. Юрков; В.М. Бузник

Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук

E-mail: marino4cka.b@yandex.ru

Разработан метод синтеза изолированных наночастиц, имеющих структуру ядро-оболочка. Метод заключается в совместном термическом разложении пентакарбонила железа и платинохлористоводородной кислоты в раствор-расплаве полиэтилена высокого давления в минеральном масле. Методами ПЭМ, EXAFS, ЭМР, РФА, Мессбауэровской спектроскопии и локального энергодисперсионного анализа исследованы синтезированные нанокомпозиты. Установлено, что средний размер частиц 4,2 нм. Показано, что структура ближайшего окружения атомов железа в поверхностном слое наночастиц аналогична структуре γ-Fe₂O_3, а ядро представлено металлической платиной, промежуточный слой по своему составу и структуре близок к сплаву FePt. Нами изучено введение наноразмерных порошков в расплав полипропилена, из которого формовали комплексные волокна. Изучены структура и физико-механические показатели модифицированных полипропиленовых нитей. Установлено, что введение наночастиц металлов улучшает прочностные характеристики полученных нитей. Для оценки биологической активности полученных материалов была изучена их устойчивость к ассоциации микробных культур – Candidaablicans и грамотрицательных бактерий – Escherihiacoli, грамположительных бактерий – Staphylococcusаureus. Показано, полученные нити обладают антибактериальной активностью. Установлено, что наночастицы Pt@Fe₂O₃ проявляют более выраженное антибактериальное действие в отношении культуры Candida, полностью уничтожая её. Значительно подавляется рост грамположительных бактериальных клеток St. аureus и грамотрицательными клеток E. coli.

Работа выполнена при финансовой поддержке проекта РФФИ №11-08-00015а.

Углеродные волокна, модифицированные частицами серебра

К.Ю. Борзенко, студент 5 курса

Руководитель: аспирант Е.В. Саклакова

ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна»

В настоящее время углеродные волокнистые материалы весьма эффективно используются в медицине, в технической электрохимии для изготовления накопителей энергии и сверхвысокоёмких конденсаторов, для удаления (извлечения) металлов из сточных вод, в качестве электродных и сорбционных материалов.

Были изучены общие свойства активированного углеродного волокна (АУВ), закономерности адсорбции ионов серебра на поверхности АУВ. Рассмотрены электрические свойства АУВ после сорбции при температурах 22 °С, 32 °С и 42 °С. Проведена термообработка АУВ с серебром, и изучены свойства таких материалов. Выявлены морфологические особенности металлсодержащих АУВ.

Было установлено, что при увеличении концентрации исходного раствора серебра, повышаются степень извлечения и сорбционная емкость, также увеличение времени контакта АУВ с раствором приводит к увеличению степени извлечения и сорбционной емкости.

При увеличении температуры до 32 ºС, сорбционная емкость интенсивно возрастает, при увеличении температуры до 42 ºС темп роста сорбционной емкости и степени извлечения начинает немного снижаться, что может свидетельствовать о том, что максимальное количество серебра сорбируется за более короткий срок, и после этого совместно с сорбцией может проходить десорбция серебра с поверхности АУВ.

Для всех образцов наблюдается снижение удельного объемного электрического сопротивления с ростом содержания серебра на волокне. При модифицировании АУВ серебром, удается снизить сопротивление с 49 Ом·см у исходного образца, до 5,8 Ом·см. Как и говорилось ранее, при увеличении температуры сорбции удается получить АУВ с большим количеством серебра на поверхности волокна, но равномерность распределения может нарушаться при увеличении содержания серебра, частицы металла могут объединяться в крупные агломераты, что может приводить к тому, что сопротивление будет снижаться, но в меньшей степени, что мы и наблюдаем. Таким образом сопротивление полученных образцов будет уменьшаться в ряду ρ_v АУВ/Ag_{42 ºС} > ρ_v АУВ/Ag_{32 ºС} > ρ_v АУВ/Ag_{22 ºС}.