Особенности взаимодействия в растворах полистирола и фуллерена C70

У.К. Махманов; X. Jiang; Б.А. Аслонов; Э.А. Турсункулов

doi:10.18321/cpc23(2)123-136

Авторлар

У.К. Махманов Өзбекстан Республикасы Ғылым академиясы Ион-плазма және лазерлік технологиялар институты, Өзбекстан, Ташкент қаласы, Дурмон Юли көшесі, 33
X. Jiang Нанкин ғылым және технология университеті, вакуумдық-плазмалық технологиялар бойынша халықаралық Қытай-Беларусь ғылыми зертханасы, Сяолинвэй көшесі, 200, Нанкин, Китай
Б.А. Аслонов Өзбекстан Республикасы Ғылым академиясы Ион-плазма және лазерлік технологиялар институты, Өзбекстан, Ташкент қаласы, Дурмон Юли көшесі, 33
Е.А. Тұрсынқұлов Өзбекстан Республикасы Ғылым академиясы Ион-плазма және лазерлік технологиялар институты, Өзбекстан, Ташкент қаласы, Дурмон Юли көшесі, 33

DOI:

https://doi.org/10.18321/cpc23(2)123-136

Кілт сөздер:

C70 фуллерен, олистирол полимері, бензол ерітіндісі, агрегация, нанокластер, полимер/фуллерен пленкасы, тұрақтылық, сыну көрсеткіші

Аңдатпа

Полистирол полимерлеріне нанотолтырғыштарды қосу кең қолдану үшін жаңа бірегей сипаттамалары бар материалдарды жасауға әкеледі. Бұл жұмыста рефрактометрия, гидрометрия, инфрақызыл және Раман спектроскопиясы көмегімен полистирол (ПС) және фуллерен C₇₀ бензол ерітінділерінде компоненттердің әртүрлі қатынасында болатын физикалық процестер зерттелді. Ерітіндідегі ПС және C₇₀ арасындағы молекулааралық әрекеттесулердің физикалық табиғаты (электростатикалық және Ван-дер-Ваальс күштері) болатыны тәжірибе жүзінде анықталды. ПС-C₇₀ әрекеттесуі бензолдың болуы (ерітіндіде) және жоқтығы (субстрат бетінде) кезінде бағаланды. Алынған ғылыми нәтижелер көпкомпонентті жүйелердегі өздігінен құрастыру процестерін түсіну және нанотехнологияның әртүрлі салаларында жаңа нанокомпозиттік материалдарды жасау үшін өте маңызды.

Әдебиеттер тізімі

(1) S.B. Aziz, H.H. Rasul, S.S. Mohamme, A.W. Muhammed, P.H. Mahmood, S.Y. Omar, D.A. Hamid, I.L. Salih, K.A. Babakr, I.N. Qader, P.A. Ibrahim, R.A. Omer, A.A. Abdalrahman, S.M. Hamad, P. Aspoukeh, S.M. Hussein, The role of glycerol in modulating ionic transport and elec-trochemical performance of PEO:NaCl solid polymer electrolytes, J. Polym. Res. 32 (2025) 209. Crossref

(2) T.V. Tropina, M.V. Avdeeva, V.L. Aksenova, Temperature dependence of structural parameters of thin films of polystyrene−fullerene C60/C70 nanocomposite according to neutron reflectometry data, J. Surf. Investig. 18 (2024) 765-769. Crossref

(3) A. Sadoh, S. Hossain, S. Fereira, N.M. Ravindra, Optical properties of low-refractive index poly-mers, Mater. Sci. Eng. Int. J. 6 (2022) 68-76. Crossref

(4) A.Ö. Akar, Ü.H. Yıldız, S. Tirkeş, Ü. Tayfun, F. Hacivelioglu, Performance improvement of car-bon fiber-reinforced ABS composites by introducing fullerene nanoparticles, Polym. Int. 74 (2025) 6769. Crossref

(5) J.V. Lim, S.T. Bee, L. Tin Sin, C.T. Ratnam, Z.A. Abdul Hamid, A review on the synthesis, prop-erties, and utilities of functionalized carbon nanoparticles for polymer nanocomposites, Polymers 13 (2021) 3547. Crossref

(6) M. Shao, A. Bieliatynskyi, V.V. Trachevskyi, S. Yang, M. Ta, Multifunctional composites with a polymer matrix containing carbon nanotubes: a study of structural, physicochemical and opera-tional characteristics, Fuller. Nanotub. Carbon Nanostruct. 33 (2025) 66-76. Crossref

(7) J.F. Peter, Fullerene polymers: a brief review, J. Carbon Res. 6 (2020) 71. Crossref

(8) B. Hajduk, P. Jarka, H. Bednarski, M. Godzierz, T. Tański, M. Staszuk, P. Nitschke, B. Jarząbek, M. Fijalkowski, K. Mazik, Thermal and optical properties of P3HT:PC70BM:ZnO nanoparticles composite films, Sci. Rep. 14 (2024) 66. Crossref

(9) G.E. Satayeva, A.A. Baratova, K.E. Sakipov, A.A. Abdigapar, D.M. Sharifov, L.N. Gumilyov, Optical properties of carbon containing nanocomposite films based on the polystyrene-fullerene C60 system, Eurasian Phys. Tech. J. 20 (2023) 27-34. Crossref

(10) X. Chang, Y. Xu, M. Von Delius, Recent advances in supramolecular fullerene chemistry, Chem. Soc. Rev. 53 (2024) 47-83. Crossref

(11) U.K. Makhmanov, S.A. Esanov, D.T. Sidigaliyev, K.N. Musurmonov, B.A. Aslonov, T.A. Chuliev, Behavior of C70 fullerene in a binary mixture of xylene and tetrahydrofuran, Liquids 3 (2023) 385-392. Crossref

(12) A. Kausar, I. Ahmad, Nanocomposites of thermoplastic matrices with non-covalent fullerene re-inforcement-structural diversity, physical impact and potential, J. Thermoplast. Compos. Mater. 37 (2024) 3669-3693. Crossref

(13) U.K. Makhmanov, S.A. Esanov, B.A. Aslonov, Z. Bekmurodov, K.N. Musurmonov, A. Shukurov, A.M. Kokhkharov, Controlling the size of C70 fullerene whiskers by evaporation of solution drop-lets, Int. J. Nanosci. 68 (2023) 616. Crossref

(14) V. Schettino, M. Pagliai, G. Cardini, The infrared and Raman spectra of fullerene C70. DFT cal-culations and correlation with C60, J. Phys. Chem. A 106 (2002) 1815-1823. Crossref

(15) J. Palotas, J. Martens, G. Berden, J. Oomens, The infrared spectrum of protonated C70, Astrophys. J. Lett. 909 (2021) L17. Crossref

(16) Y.C. Lee, H.K. Wu, Y.Z. Peng, W.C. Chen, The synthesis and assembly mechanism of micro/nano-sized polystyrene spheres and their application in subwavelength structures, Micromachines 15 (2024) 841. Crossref

(17) X. Qianjin, Y.L. Xiangyun, Y. Zhang, A.B. Duan, X. Mei, Spectrum and physical properties of C70 under the external electric field, J. Clust. Sci. 31 (2020) 951-960. Crossref

(18) M.R. Pollard, K. Sparnacci, L.J. Wacker, H. Kerdoncuff, Polymer nanoparticle identification and concentration measurement using fiber-enhanced Raman spectroscopy, Chemosensors 8 (2020) 21. Crossref

(19) S. Schiemenz, R.M. Koenig, S. Stevenson, S.M. Avdoshenko, A.A. Popov, Vibrational anatomy of C90, C96, and C100 fullertubes: probing Frankenstein’s skeletal structures of fullerene head endcaps and nanotube belt midsection, Nanoscale 14 (2022) 10823-10834. Crossref

(20) N.O. Mchedlov-Petrossyan, M.O. Marfunin, N.N. Kriklya, Colloid chemistry of fullerene solu-tions: aggregation and coagulation, Liquids 4 (2024) 32-72. Crossref

(21) A.B.D. Nandiyanto, K.C.A. Henny, S.Z. Assaniyah, Z.S. Amanah, I. Kaniawati, T. Kurniawan, O. Farobie, M.R. Bilad, Chemical reaction mechanism from pyrolysis degradation of polystyrene styrofoam plastic microparticles based on FTIR and GC-MS completed with bibliometric litera-ture review to support sustainable development goals (SDGs), Moroc. J. Chem. 12 (2024) 1380-1398.

(22) M. Liu, Q. Chen, Y. Liu, J. Li, W. Xu, Z. He, Enhanced performance of hollow polystyrene spheres for inertial confined fusion by noncovalent interactions, Polym. Eng. Sci. 64 (2024) 1404-1414. Crossref

(23) M. Liu, Q. Chen, Y. Liu, J. Li, W. Xu, Z. He, Spectroscopic analysis of 1.75 MeV N⁵⁺ ions irradi-ated polystyrene film and the quest for the reaction mechanisms of fullerene and other products, Radiat. Phys. Chem. 214 (2024) 111300.

(24) M.Q. Hamzah, M.A. Agam, A.N. Tuama, M.H. Jameel, Preparation and characterization of poly-styrene nanosphere, Radiat. Phys. Chem. 2475 (2024) 090023. Crossref

(25) N. Itoh, N. Hanari, Development of a polystyrene reference material for Raman spectrometer (NMIJ RM 8158-a), Anal. Sci. 37 (2021) 1533-1539. Crossref

(26) R. Shaik, B. Ghosh, H.C. Barman, A. Rout, P.K. Padhy, Green nanotech: a review of carbon-based nanomaterials for tackling environmental pollution challenges, Nat. Environ. Pollut. Technol. 23 (2021) 1783-1794. Crossref

(27) A. Kausar, Fullerene grafting in polymeric nanocomposite-a promising strategy, Polym.-Plast. Technol. Mater. 62 (2023) 935-948. Crossref

(28) U.K. Makhmanov, B.A. Aslonov, Sh.A. Esanov, A. Shukurov, T.A. Chuliyev, Controlled synthe-sis of C70 fullerene micro/nanotubes, Rom. J. Phys. 69 (2024) 615-624.

(29) N. Kamanina, Refractive properties of conjugated organic materials doped with fullerenes and other carbon-based nano-objects, Polymers 15 (2023) 2819. Crossref

(30) S. Wang, X. Li, Y. Tu, A reflection on ‘Side-chain fullerene polyesters: a new class of high re-fractive index polymers’, Mater. Horiz. 12 (2025) 15-19. Crossref