49. Получение унт методом каталитического пиролиза.

• Для получения катализаторов используют традиционные методы – спекание порошков; напыление или электрохимическое осаждение металлов на подложку с последующим превращением сплошной тонкой пленки в островки наноразмеров (применяют также послойное напыление нескольких металлов); нанесение суспензии с частицами катализатора на подложку; пропитку инертных порошков солями; соосаждение оксидов или гидроксидов; ионный обмен; коллоидные методы (золь-гель процесс, метод обратных мицелл). Вслед за процессами в водных средах, приводящими к образованию смесей оксидов, проводят прокаливание и восстановление водородом. Часто используется сжигание нитратов металлов в смеси с мочевиной, лимонной кислотой, глицином или другими востановителями.

• Основную массу катализатора из продуктов, образующихся непосредственно в реакторах для пиролиза, обычно отмывают кислотами (HCl, HNO₃ и др.). Такие носители, как силикагель и цеолиты, требуют применения фтористоводородной кислоты.

50. Непосредственное получение унт из газовой фазы

Синтез сравнительно длинных многослойных УНТ и УНВ методом химического осаждения из газовой фазы с летучим катализатором, в котором использовали раствор ферроцена (дициклопентадиенилжелезо, (C2H5)2Fe) в бензоле, добавки тиофена, а пиролиз проводили в потоке водорода при 1100 – 1200 ^оС.

Позднее бензол был заменен на н-гексан. Раствор с концентрацией ферроцена 0.018 г/мл и добавками тиофена (0.4 мас.%) вводили в верхнюю часть вертикального реактора, нагретого до 1150 ^оС, со скоростью 0.5 мл/мин. Туда же сверху подавали водород (250 мл/мин) и получали в донной части реактора ~ 0.5 г/ч УНТ.

Нити имеют длину до 20 см и диаметр ~ 0.3 мм и состоят из ОУНТ диаметром между 1.1 и 1.7 нм с преобладанием трубок малого диаметра. Модуль Юнга (модуль упругости) по проведенным измерениям оценен величиной от 49 до 77 ГПа, но с учетом неплотной упаковки ОУНТ в нитях для самих ОУНТ должен находиться между 100 и 150 ГПа.

Английские специалисты пошли дальше и сумели организовать непрерывную вытяжку нитей из ОУНТ, получаемых близким к описанному выше методом. В качестве растворителя они использовали этанол, концентрацию ферроцена поддерживали в пределах 0.23 – 2.3 мас.%, концентрацию тиофена – 1.0 – 4.0 мас.%, скорость введения раствора 0.08 – 0.25 мл/мин, скорость подачи Н₂ – 400 – 800 мл/мин, температуру в печи 1050 – 1200 ^оС. Процесс приводил к образованию аэрогеля (агрегата в виде «мягкого дыма») из слегка связанных ОУНТ, причем по мере протекания реакции аэрогель газовым потоком перемещался сверху вниз. Этот аэрогель удалось непрерывно выводить из реактора в виде намотанной нити (рис. 2), а также подобрать условия процесса, при которых нить состояла из ОУНТ. Последние имели диаметр от 1.6 до 3.5 нм и были собраны в сростки диаметром около 30 нм.

51. Процесс получения макроскопических волокон, содержащих оунт и полимер

ОУНТ диспергируют в водном растворе додецилсульфата натрия (ПАВ) при УЗ-воздействии, получая устойчивый в течение нескольких недель коллоидный раствор черного цвета. Концентрацию ПАВ подбирают таким образом, чтобы обеспечить оптимальное соотношение между индивидуальными трубками в растворе и их агрегатами, к примеру 5-10% массы полимера. Коллоидный раствор с помощью шприца через тонкие стеклянные капилляры вводят в виде струи в попутный поток полимерного раствора, содержащего 5 мас.% поливинилового спирта (мол. масса 70000, вязкость ~ 200 сП). Скорость струи поддерживают ниже скорости потока. В струе спирт частично вытесняет ПАВ, что приводит к нарушению стабильности коллоидной системы, выделению ОНТ и образованию из них сетки, которая при сжатии и уплотнении струи также сжимается. При этом за счет различия в скоростях движения струи и основного потока происходит укладка отдельных ОУНТ преимущественно вдоль оси волокна.

52. ОУНТ диспергируют в водном растворе додецилсульфата натрия (ПАВ) при УЗ-воздействии, получая устойчивый в течение нескольких недель коллоидный раствор черного цвета. Концентрацию ПАВ подбирают таким образом, чтобы обеспечить оптимальное соотношение между индивидуальными трубками в растворе и их агрегатами, к примеру 5-10% массы полимера. Коллоидный раствор с помощью шприца через тонкие стеклянные капилляры вводят в виде струи в попутный поток полимерного раствора, содержащего 5 мас.% поливинилового спирта (мол. масса 70000, вязкость ~ 200 сП). Скорость струи поддерживают ниже скорости потока. В струе спирт частично вытесняет ПАВ, что приводит к нарушению стабильности коллоидной системы, выделению ОНТ и образованию из них сетки, которая при сжатии и уплотнении струи также сжимается. При этом за счет различия в скоростях движения струи и основного потока происходит укладка отдельных ОУНТ преимущественно вдоль оси волокна.

53. Жи́дкие криста́ллы (сокращённо ЖК; англ. liquid crystals, LC) — это фазовое состояние, в которое переходят некоторые вещества при определенных условиях (температура, давление, концентрация в растворе). 

1.Термотропные ЖК, образующиеся в результате нагревания твердого вещества и существующие в определенном интервале температур и давлений.2.Лиотропные ЖК, которые представляют собой двух- или более компонентные системы, образующиеся в смесях стержневидных молекул данного вещества и воды (или других полярных растворителей). Эти стержневидные молекулы имеют на одном конце полярную группу, а большая часть стержня представляет собой гибкую гидрофобную углеводородную цепь. Такие вещества называются амфифилами (амфи — по-гречески означает «с двух концов», филос — «любящий», «благорасположенный»). Примером амфифилов могут служить фосфолипиды.

• 54. Директором (от английского DIRECTOR) в жидких кристаллах называют единичный вектор n, направление которого совпадает с преимущественной ориентацией молекул жидкого кристалла.

Диэлектрическая анизотропия ЖК может быть записана как разность диэлектрической проницаемости в направлении параллельному директору и перпендикулярном ему Если директор выстраивается параллельно полю то.

Оптическая анизотропия связана с анизотропией коэффициента преломления-n, или двулучепреломлением. Это означает, что материал имеет два значения n для направлений поляризации света параллельно и перпендикулярно директору, разница между ними есть мера оптической анизотропии.Для работы ЖК дисплея это величина должна быть >0,2.

Оптическая анизотропия связана с анизотропией коэффициента преломления – n, или двулучепреломлением. Это означает, что материал имеет два значения n для направлений поляризации света параллельно и перпендикулярно директору, разница между ними есть мера оптической анизотропии.

Для работы ЖК дисплея эта величина должна быть>0,2

n ~ √ε, Δn= n_װ - n_┴ ~ √(ε_װ - ε_┴)