scholarly journals Chemical sensors based on polymer composites with carbon nanotubes and graphene: the role of the polymer

2014 ◽  
Vol 2 (35) ◽  
pp. 14289-14328 ◽  
Author(s):  
Horacio J. Salavagione ◽  
Ana M. Díez-Pascual ◽  
Eduardo Lázaro ◽  
Soledad Vera ◽  
Marián A. Gómez-Fatou
Keyword(s):  
Carbon Nanotubes ◽  
Polymer Composites ◽  
Polymer Nanocomposites ◽  
Polymeric Material ◽  
Chemical Sensors

The performance of chemical sensors based on polymer nanocomposites with CNTs and graphene is revised, highlighting the role of the polymeric material.

Role of Compatibilization in Polymer Nanocomposites

2009 ◽  
Vol 82 (3) ◽  
pp. 340-368 ◽  
Author(s):  
Robert D. Kroshefsky ◽  
Jack L. Price ◽  
Duryodhan Mangaraj
Keyword(s):  
Carbon Nanotubes ◽  
Polymer Blends ◽  
Polymer Nanocomposites ◽  
Particle Surface ◽  
Surface Interactions ◽  
Polymeric Nanocomposites ◽  
Matrix Resin ◽  
Basic Principles ◽  
Improved Performance

Abstract Polymeric nanocomposites based on nanoclay, nanosilica, carbon nanotubes, and ceramic or mineral nanoparticles have been developed for a variety of applications. The large surface-to-mass ratios of these particles require good adsorption of the polymeric material on the particle surface to provide the adhesion levels between the filler and matrix resin necessary for improved performance. We review the basic principles underlying these surface interactions and their application in the preparation of a variety of these nanocomposites, as well as in explaining their performance. We demonstrate that the principles underlying the compatibilization of polymer blends and alloys can be successfully used to design nanocomposites and understand their performance.

scholarly journals Характеристики нанонаполнителя и межфазных областей в нанокомпозитах полимер/углеродные нанотрубки с эластомерной и стеклообразной матрицей

2019 ◽  
Vol 21 (4) ◽  
pp. 471-477
Author(s):  
Luiza В. Atlukhanova ◽  
Igor V. Dolbin ◽  
Georgii V. Kozlov
Keyword(s):  
Carbon Nanotubes ◽  
New York ◽  
Carbon Nanotube ◽  
Polymer Nanocomposites ◽  
Thermoplastic Polyurethane ◽  
Electrically Conductive ◽  
Toughness Enhancement ◽  
Polyurethane Nanocomposites ◽  
Structure Properties

Целью настоящей работы является раздельное определение модуля упругос-ти компонент нанокомпозитов полидициклопентандиен/многослойные углеродные на-нотрубки, а именно, нанонаполнителя и межфазных областей. Для достижения этой целииспользована микромеханическая модель.Выполненные оценки продемонстрировали, что модуль упругости углеродных нанотрубокв полимерной матрице нанокомпозита, т. е., их агрегатов, приблизительно на два поряд-ка меньше номинальной величины этого параметра для отдельной углеродной нанотруб-ки, тогда как модуль упругости межфазных областей примерно в два раза выше модуляупругости матричного полимера. Эти данные ясно демонстрируют некорректность при-менения номинальных характеристик нанонаполнителя, в частности, его модуля упру-гости, для определения соответствующих показателей нанокомпозита. Однако использо-вание реальных величин модуля упругости агрегатов углеродных нанотрубок в рамкахпростого правила смесей позволяет достаточно точное описание этого параметра в случаенанокомпозитов. Важно отметить, что модуль упругости углеродных нанотрубок в элас-томерной матрице существенно меньше этого параметра в стеклообразной матрице дляодного и того же нанокомпозита. Это означает, что указанный параметр определяется нетолько размерами и структурой агрегатов нанонаполнителя, но также и другими факто-рами, в частности, жесткостью окружающей агрегат полимерной матрицы, эффективнос-тью переноса приложенного к образцу механического напряжения от полимерной мат-рицы к нанонаполнителю и т. п.Применение модифицированного правила смесей для описания модуля упругости нано-композитов показало, что включенный в него, так называемый, фактор эффективностидлины в случае анизотропного нанонаполнителя существенно меньше (на несколькопорядков) рассчитанного теоретически для углеродных нанотрубок, что особенно очевид-но выражено в случае нанокомпозитов с эластомерной матрицей.В качестве вывода укажем, что модуль упругости компонент нанокомпозита являетсясильной функцией их фазового состояния, а определение реальных характеристик этихкомпонент позволяет корректное применение простого правила смесей.       ЛИТЕРАТУРА1. Moniruzzaman M., Winey K.I. Polymer nanocomposites containing carbon nanotubes // Macromolecules,2006, v. 39(16), p. 5194. DOI: https://doi.org/10.1021/ma060733p2. Schaefer D. W., Justice R. S. How nano are nanocomposites? // Macromolecules, 2007, v. 40(24), p. 8501.DOI: https://doi.org10.1021/ma070326w3. Coleman J. N., Cadek M., Ryan K. P., Fonseca A., Nady J. B., Blau W. J., Ferreira M. S. Reinforcement ofpolymers with carbon nanotubes. The role of an ordered polymer intwrfacial region. Experimental andmodeling // Polymer, 2006, v. 47(23), pp. 8556–8561. DOI: https://doi.org/10/1016/j.polymer.2006.10.0144. Kozlov G. V., Yanovskii Yu. G., Zaikov G. E. Particulate-Filled Polymer Nanocomposites. Structure,Properties, Perspectives. New York, Nova Science Publishers, Inc., 2014. DOI: https://doi.org/10.1002/9783527644346.ch35. Mikitaev A. K., Kozlov G. V., Zaikov G. E. Polymer Nanocomposites: Variety of Structural Forms and Applications.New York, Nova Science Publishers, Inc., 2008.6. Jeong W., Kessler M.R. Toughness enhancement in ROMP functionalized carbon nanotube/polydicyclopentadienecomposites. Chem. Mater., 2008. v. 20(22), р. 7060. DOI: https://doi.org/10.1021/cm80209477. Koerner H., Liu W., Alexander M., Mirau P., Dowty H., Vaia R. A. Deformation – morphology correlationsin electrically conductive carbon nanotube – thermoplastic polyurethane nanocomposites // Polymer, 2005, v. 46(12), р. 4405. DOI: https://doi.org/10.1016/j.polymer.2005.02.0258. Ahmed S., Jones F. R. A review of particulate reinforcement theories of polymer composites // J.Mater. Sci., 1990, v. 25(12), pp. 4933–4942. DOI: https://doi.org/10.1007/bf005801109. Aygubova A. Ch., Kozlov G. V., Magomedov G. M., Zaikov G. E. The elastic modulus of carbon nanotubeaggregates in polymer nanocomposites. J. Characterization and Development of Novel Mater., 2016, v. 8(3), p. 227.10. Khan U., May P., O’Neill A., Bell A.P., Boussac E., Martin A., Semple J., Coleman J. N. Polymer reinforcementusing liquid-exfoliated boron nitride nanosheets // Nanoscale, 2013, v. 5(3), pp. 581-587. DOI: https://doi.org/10.1039/c2nr33049k

The Role of Defects in Carbon Nanostructures Probed through Ion Implantation and Electrochemistry

2008 ◽  
Vol 1142 ◽  
Author(s):  
Mark Hoefer ◽  
Jeffrey Nichols ◽  
Prabhakar Bandaru
Keyword(s):  
Carbon Nanotubes ◽  
Chemical Sensors ◽  
Carbon Nanostructures ◽  
Defect Density ◽  
Hydrogen Ions ◽  
Reactive Site ◽  
Multi Walled Carbon Nanotube ◽  
Extrinsic Defects ◽  
Provided Examples

ABSTRACTAs carbon nanotubes (CNTs) inevitably contain defects, an understanding of their effect on the electrochemical behavior is crucial. We consider, through Cyclic Voltammetry and Raman Spectroscopy, the influence of both intrinsic and extrinsically introduced defects. Bamboo and hollow multi-walled carbon nanotube morphologies provided examples of the former while the controlled addition of Argon and Hydrogen ions was used for studying extrinsic defects. We show that the electrocatalytic response of the hollow type CNTs can be tailored significantly, while bamboo type CNTs have innately high reactive site densities and are less amenable to modification. Argon irradiation also differs greatly from that of Hydrogen irradiation. CNT irradiation with Argon appears to positively charge CNTs, while Hydrogen irradiation neutralizes defects further allowing for the tuning of CNT defect density. The work has implications in the design of nanotube and nanowire based chemical sensors.

scholarly journals High-permittivity polymer nanocomposites: Influence of interface on dielectric properties

2013 ◽  
Vol 03 (03) ◽  
pp. 1330004 ◽  
Author(s):  
Zhi-Min Dang ◽  
Jin-Kai Yuan ◽  
Jun-Wei Zha ◽  
Peng-Hao Hu ◽  
Dong-Rui Wang ◽  
...  
Keyword(s):  
Dielectric Properties ◽  
Polymer Composites ◽  
Polymer Nanocomposites ◽  
Ceramic Particle ◽  
High Permittivity ◽  
High Loss ◽  
Interface Characteristics ◽  
Fundamental Understanding ◽  
Potential Applications

Flexible dielectric composites with high permittivity have been extensively studied due to their potential applications in high-density energy capacitors. In this review, effects of interface characteristics on the dielectric properties in the polymer-based nanocomposites with high permittivity are analyzed. The polymer-based dielectric composites are classified into two types: dielectric–dielectric (DD, ceramic particle-polymer) composites and conductor–dielectric (CD, conductive particle-polymer) composites. It is highly desirable for the dielectric–dielectric composites to exhibit high permittivity at low content of ceramic particles, which requires a remarkable interface interaction existing in the composite. For conductor–dielectric composites, a high permittivity can be achieved in composite with a small amount of conductor particle, but associated with a high loss. In this case, the interface between conductor and polymer with a good insulating characteristic is very important. Different methods can be used to modify the surface of ceramic/conductor particles before these particles are dispersed into polymers. The experimental results are summarized on how to design and make the desirable interface, and recent achievements in the development of these nanocomposites are presented. The challenges facing the fundamental understanding on the role of interface in high-permittivity polymer nanocomposites should be paid a more attention.

scholarly journals The role of carbon nanotubes on the sensitivity of composites with polyaniline for ammonia sensors

Carbon Trends ◽  
2021 ◽  
Vol 3 ◽  
pp. 100026
Author(s):  
Marcelo Eising ◽  
Colin O'Callaghan ◽  
Carlos Eduardo Cava ◽  
Ariane Schmidt ◽  
Aldo José Gorgatti Zarbin ◽  
...  
Keyword(s):  
Carbon Nanotubes ◽  
Ammonia Sensors
Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document