Автореферат (1150095), страница 5
Текст из файла (страница 5)
На рис. 9приведены кривые Z-сканирования суспензий с одинаковым содержанием сажи,стабилизированной ДБСН, но разными добавками ПВС. Системы подвергались какодноимпульсному, так и импульсно-периодическому воздействию лазерногоизлучения (частота повторения импульса 10 Гц). При этом совпадение кривых вдвух режимах свидетельствует об отсутствии бличинга, а их расхождение (ростпропускания в импульсно-периодическом режиме) – о его наличии.Видно, что в водной суспензии без добавки полимера при импульснопериодическом режиме облучения наблюдается увеличение оптической энергии,прошедшей через образец, по сравнению с однократным облучением, что означаетналичие в системе бличинга. В системе, где содержание ПВС составляет 3 вес.%просветление еще более проявлено.
Однако при концентрации полимера 1 вес. %бличинг практически полностью подавляется на используемой частоте повторенияимпульсов.15На основании данных об агрегативном поведении подсистем воднойсуспензии сажи с добавкой ПВС и информации о размерах частиц, находящихся вних, можно сделать вывод о наличии в функциональном материале структурныхизменений, которые подавляют бличинг при концентрациях ПВС ок. 1 вес.%, носпособствуют ему про бóльших концентрациях.Результатом воздействия лазерного излучения является сублимациянаночастиц углеродного материала, тепловая релаксация которого приводит клокальному закипанию растворителя, что ведет к десублимации углерода(а)(б)Рис. 9.
Z-сканирование суспензий сажи,стабилизированных ДБСН с добавками ПВС: 0вес.% (a), 1 вес.% (б), 3 вес.% (в). Параметрыоблучения импульсами в обоих режимах:длительность – 5 нс, энергия импульса – 150мкДж, длина волны –532 нм, диаметроптической перетяжки – 85 мкм. Однократноевоздействие–квадраты,импульснопериодический режим с частотой повторения 10Гц в течение 3 сек – треугольники(в)и формированию частиц, меньших, чем первичные зерна, с их капсулированием воболочку ПАВ и полимера. Рассеяние на этих агломератах менее эффективно всилу их меньших размеров, что наряду с ударными волнами давления с частотой,модулированной повторением импульсов излучения, обедняет фокальный объемэффективными центрами рассеяния.
Уменьшение размеров выгорающих частицсажи, вероятно, отчасти блокируется более пространной оболочкойПАВ+«коацерватные капли» ПВС при повышении концентрации последнего (см.табл. 1). Это наряду с восполнением фотоактивного материала в фокальном объемепри незначительно увеличившейся вязкости растворителя является факторомподавления бличинга. При дальнейшем росте концентрации ПВС в системедраматически растет вязкость всей системы и затрудняет ретроградный потокнеповрежденных частиц сажи в фокальный объем. В результате устойчивостьсистемы по отношению к бличингу в импульсно-периодическом режиме облученияснова утрачивается.16ВЫВОДЫ1.Область устойчивости гидрогеля Плюроника F-127имеет какверхнюю, так и нижнюю границу на фазовой диаграмме «температура – состав»,причем, как показывают реометрические измерения, жидкое состояние, устойчивоепри повышенных температурах, имеет относительно малую вязкость, но тангенсугла динамических потерь меньший единицы, что указывает на эластичныесвойства этого фазового состояния.2.Фазовые переходы геля Плюроника F-127 в изотропный раствор какпри повышенных, так и при пониженных температурах имеют характер, близкий катермическому.3.Положение границ мицеллярного раствора и гидрогеля в водныхрастворах амфифильного полимера Плюроник F127 при введении наноуглеродныхкомпонентов в количествах, необходимых для функционирования материалалимитера, определятся свойствами самой матрицы.
Наблюдается лишь небольшоетемпературное уширение области устойчивости гидрогеля при фиксированныхотносительных содержаниях воды и полимера при введении добавок углеродныхнанотрубок, влияние аморфизированных нанокристаллитов графита является ещеменее выраженным.4.Фазовый переход «изотропный мицеллярный раствор – гидрогель» вбинарной флюидной композиции Плюроник F127-вода, примененной в качествематрицыкомпозита с фотоактивным нано-углеродом (сажа, одностенныенанотрубки), позволяет реализовать залечивание материала-лимитера после егооптического пробоя, вызванного лазерным облучением высокой интенсивности.Такая система может быть использована в качестве прототипной при дизайнерегенерируемых средств защиты от интенсивного лазерного облученияфоточувствительных сенсоров.5.Критическая концентрация мицеллообразования анионного ПАВДБСН растет с ростом концентрации поливинилового спирта в бинарном воднополимерном растворителе.
Мицеллы ионного ПАВ додецилбензолсульфонатанатрия в смешанном растворителе «поливиниловый спирт-вода» не обнаруживаютагрегирования с унимерами или надмолекулярными ассоциатами поливиниловогоспирта.При концентрациях ПАВ выше ККМ обнаруживается укрупнениеагрегатов полимера. При наличии в системе сажи, стабилизированной ДБСН,обнаруживается монотонный рост размера надмолекулярных частиц вплоть домикро-размеров.6.С помощью версии молекулярно-термодинамической модели энергииГиббса мицеллярной агрегации достигается удовлетворительное описаниемицеллообразования в водно-полимерных растворах ионного ПАВ в зависимостиот концентрации введенного в растворитель поливинилового спирта.7.В водных суспензиях аморфизированных нанокристаллитов графита,стабилизированныханионнымповерхностно-активнымвеществомдодецилбензолсульфонатом натрия наблюдается подавление оптическогопросветления материала при воздействии на него лазерным излучением вимпульсно-периодическом режиме за счет введения в растворитель малых (ок.
1вес.%) добавок поливинилового спирта.8.Суспензии исследованных модификаций наноуглерода обнаруживаютустойчивость на масштабе времени в несколько месяцев.17Основные результаты работы изложены в следующих публикациях:1.Николаева А.Л., Поваров С.А., Бочаров В.Н., Оптическое ограничениев гидрогеле Плюроника F-127 с включениями наноразмерного углерода // Оптика испектроскопия, 2017, 122 (2), 266 – 273.2.Alexandra L. Nikolaeva, Andrey Yu. Vlasov, Ivan M. Kislyakov, VladimirYu. Elokhovskiy, Ivan M.
Zorin, Svyatoslav A. Povarov, Nanocarbon in a hydrogel matrixfor nonlinear optical applications // Opt. Mat. 2017, 66, 338 – 343.3.Alexandra L. Nikolaeva, Andrey Yu. Vlasov, Nonlinear optical effects oncarbon nanoparticles in a matrix with a reversible hydrogel-to-fluid transition //Nonlinear Photonics: Theory, Materials, Applications, 2015, St. Petersburg, Russia, Bookof Thesis, 27 – 28.4.Alexandra L. Nikolaeva, Andrey Yu. Vlasov, Ivan M. Kislyakov,Thermodynamics and structure of the system water+Pluronic F-127+nanocarbonadditives // 28th European Symposium On Applied Thermodynamics, 2015, Athens,Greece, Book of Abstracts, page 215.5.A.L.
Nikolaeva, I.M. Kislyakov , A.Yu. Vlasov, A.V. Sokolov, S.A. Povarov,A.V. Volkova, Nanocarbon composites based on aqueous polymer matrices: phase,aggregative and nonlinear optical properties // International Conference ECIS 2015,Bordeaux, France, Book of Thesis, P4-20.6.Alexandra L. Nikolaeva, Andrey Yu. Vlasov, Ivan M.
Kislyakov, In a searchof a non-linear optical material for laser light harvesting: nano-carbon aqueoussuspensions doped by a polymer // Functional Nanomaterials in Industrial Applications:Academic-Industry Meeting, 2016, Preston, UK, Conference Abstract Proceedings, P. 84.18.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
