Диссертация (1150096), страница 16
Текст из файла (страница 16)
Из хода линий Z-сканаотчетливо видно, что в водной суспензии импульсно-периодический режимсопровождается увеличением оптической энергии, прошедшей через образец, посравнению с однократным облучением – явный признак бличинга. Это еще болеевыражено в системе, где содержание полимера составляет 3 вес.%. Напротив,промежуточная концентрация полимера приводит к практически полномуподавлению бличинга на примененной частоте повторения импульса. Этонаблюдение подтверждает ранее полученные данные работы [17].Для феноменологического объяснения этого привлечем ранее приведенныеданные о вязкости матрицы в рассматриваемом интервале концентрацийполимерной добавки (Рис. 3.15) и данные о размерах надмолекулярных частиц,присутствующих в суспензиях сажи и в подсистемах, составляющих этотфлюидный композит.
Эти данные, также рассмотренные в предыдущих103Рис 3.25. Z-сканирование суспензий сажи, стабилизированных ДБСН сдобавками ПВС: 0% вес. (a), 1% (b), 3% (c). Режимы облучения импульсамидлительности 5 нс: однократный (черные квадраты), импульсно-периодическийс частотой повторения 10 Гц (красные треугольники).104параграфах, получены методами ДРС. При малых содержаниях полимерногодопанта фомируются агломераты с участием сажи большего размера, чем в чистомводном растворителе.
Выгорая в некоторых фрагментах такого агломерата,конкременты сажи могут сохраняться в других, либо, если выгорает весьагломерат, то он, имея крупные размеры, продолжает по-прежнему действоватькак рассеивающий центр, при этом восполнение неповрежденного материала вфокальном объеме практически незатрудено, как и в чистой воде, что связано слишь незначительным увеличением вязкости при добавке полимера, непревосходящей 1 вес.%.Рост вязкости матрицы при дальнейшем ростеконцентрации полимера становится определяющим фактором повторной утратыустойчивости материала относительно бличинга: качественно затрудняетсявосполнение наиболее активного агента лимитинга в фокальном объме припрохождении повторяющихся импульсов.1054.
ВЫВОДЫ1.Область устойчивости гидрогеля Плюроника F-127имеет какверхнюю, так и нижнюю границу на фазовой диаграмме «температура – состав»,причем,какпоказываютреометрическиеизмерения,жидкоесостояние,устойчивое при повышенных температурах, имеет относительно малую вязкость,но тангенс угла динамических потерь меньший единицы, что указывает наэластичные свойства этого фазового состояния.2.Фазовые переходы геля Плюроника F-127 в изотропный раствор какпри повышенных, так и при пониженных температурах имеют характер, близкийк атермическому.3.растворахПоложение границ мицеллярного раствора и гидрогеля в водныхамфифильногонаноуглеродныхполимеракомпонентоввПлюроникF127количествах,привведениинеобходимыхдляфункционирования материала-лимитера, определятся свойствами самой матрицы.Наблюдается лишь небольшое температурное уширение области устойчивостигидрогеля при фиксированных относительных содержаниях воды и полимера привведениидобавокуглеродныхнанотрубок,влияниеаморфизированныхнанокристаллитов графита является еще менее 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 дизайнерегенерируемыхсредствзащитыотинтенсивноголазерногооблученияфоточувствительных сенсоров.5.Критическая концентрация мицеллообразования анионного ПАВДБСН растет с ростом концентрации поливинилового спирта в бинарном воднополимерном растворителе.
Мицеллы ионного ПАВ додецилбензолсульфоната106натриявсмешанномрастворителе«поливиниловыйспирт-вода»необнаруживают агрегирования с унимерами или надмолекулярными ассоциатамиполивинилового спирта. При концентрациях ПАВ выше ККМ обнаруживаетсяукрупнение агрегатов полимера.
При наличии в системе сажи, стабилизированнойДБСН, обнаруживается монотонный рост размера надмолекулярных частицвплоть до микроразмеров.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,стабилизированныханионнымдодецилбензолсульфонатомнатрияповерхностно-активнымнаблюдаетсяподавлениевеществомоптическогопросветления материала при воздействии на него лазерным излучениемвимпульсно-периодическом режиме за счет введения в растворитель малых (ок.
1вес.%) добавок поливинилового спирта.8.Суспензии исследованных модификаций наноуглерода обнаруживаютустойчивость на масштабе времени в нескольких месяцев.107СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ1. Soljacic M., Joannopoulos J. D. Enhancement of nonlinear effects using photoniccrystals // Nat. Mater. 2004, V. 3, P. 211 – 219.2. Yelleswarapu C.S., Wu P., Kothapalli S.-R., Rao D.V.G.L.N., Kimball B.R., SaiS.S.S., Gowrishankar R., Sivaramakrishnan S. All-optical spatial filtering withpower limiting materials // Optics Express. 2006, V. 14, №4, P. 1451 – 1457.3. Hasan T., Sun Z., Wang F., Bonaccorso F., Tan P.
H., Rozhin A. G., Ferrari A.C.Nanotube–Polymer Composites for Ultrafast Photonics //Adv. Mater. 2009, V.21, P. 3874–3899.4. Tiwari S.K., Joshi M.P., Laghate M., Mehendale S.C. Role of host liquid inoptical limiting in ink suspensions // Opt. Las. Technol. 2002, V. 34, P. 487 –491.5. Wang J., Früchtl D., Blau W.J.
The importance of solvent properties for opticallimiting of carbon nanotube dispersions // Opt. Comm. 2010, V. 283, P. 464-468.6. Rahman S., Mirza S., Sarkar A., Rayfield G.W. Design and Evaluation ofCarbon Nanotube Based Optical Power Limiting Materials // J. Nanosci.Nanotechnol. 2010, V. 10, P. 4805 – 4823.7. Dengler S., Kübel C., Schwenke A., Eberle B. Near- and off-resonant opticallimiting properties of gold-silver alloy nanoparticles for intense nanosecond laserpulses // Journal of Optics. 2012, V.
14, art. 075203, P.1 – 8.8. Asher S.A., Chang S.-Y., Tse A., Liu L., Pan G., Wu Z., Li P. Optically nonlinearcrystalline colloidal self-assembled submicron periodic structures for opticallimiters // Mat. Res. Soc. Symp. Proc. 1995, V. 374, P. 305 – 310.9. Zheng C., Chen W., Ye X., Cai S., Xiao X., Wang M. Preparation and opticallimiting properties of carbon nanotubes coated with Au nanoparticle compositesembedded in silica gel-glass // Materials Letters. 2011, V. 65, P. 150 – 152.10. Pokrass M., Burshtein Z., Bar G., Gvishi R.
Nonlinear optical and electricalconductivity properties of carbon nanotubes doped in sol-gel matrices // SPIEProceedings, The International Society For Optical Engineering. 2014, V. 9168,P. 916807-1-916807-7.10811. Lin Y., Alexandridis P. Temperature-Dependent Adsorption of Pluronic F127Block Copolymers onto Carbon Black Particles Dispersed in Aqueous Media // J.Phys.
Chem. B. 2002, V. 106, P. 10834 – 10844.12. Shvartzman-Cohen R., Florent M., Goldfarb D., Szleifer I. and YerushalmiRozen R. Aggregation and self-assembly of amphiphilic block copolymers inaqueous dispersions of carbon nanotubes // Langmuir. 2008, V. 24, P. 4625 –4632.13. Alexandridis P., Hatton T.A. Poly(ethylene oxide)-poly(propylene oxide )-poly(ethylene oxide)block copolymer surfactants in aqueous solutions and atinterfaces:thermodynamics, structure, dynamics, and modeling // ColloidsSurfaces A: Physicochem. Eng. Aspects.
1995, V. 96, P.1 – 46.14. Malmsten M. and Lindman B. Effects of homopolymers on the Gel formation inaqueous block copolymer solutions // Macromolecules.1993, V. 26, P. 1282 –1286.15. Prud’homme R.K., Wu G., and Schnaider D.K. Structure and reology studies ofpoly(oxyethylene-oxypropylene-oxyethylene) aqueous solution // Langmuir.1996.
V. 12, P. 4651 – 4659.16. Wanka G., Hoffmann H. and Ulbricht W. The aggregation behavior of poly(oxyethylene)-poly-(oxypropylene)-poly-(oxyethylene)-block-copolymersin aqueous solution // Colloid Polym. Sci. 1990, V. 268, P. 101 – 117.17.
Kislyakov I.M., Yelleswaparu C.S. Nonlinear scattering studies of carbon blacksuspensions using photoacousic Z-scan technique // Applied Physics Letters.2013, V. 103, art. 151104, P. 1-4.18. Dresselhaus M.S., Dresselhaus G., Saito R., Jorio A. Raman spectroscopy ofcarbon nanotubes // Phys. Reports. 2005, V. 409, P.
47 – 99.19. Iijima S. Helical microtubules of graphitic carbon // Nature. 1991, V. 354, P. 56– 58.20. Iijima S., Ichinashi T. Singe-shell carbon nanotubes of l-nm diameter //Nature,1993, V. 363, P. 603 – 605.10921. Радушкевич Л.В. , Лукьянович В.М. О структуре углерода, образующегосяпри термическом разложении окиси углерода на железном контакте //ЖФХ. 1952, V. 26, P.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
