Мікроструктура, реологічні та кондуктометричні дослідження суспензій багатошарових вуглецевих нанотрубок у гліцерині
Optical microscopy studies of electrical conductivity and rheological properties (in the cone-plate geometry) of glycerol suspensions filled with multiwalled carbon nanotubes (MWCNTs) have been fulfilled. The researches were carried out in the intervals of temperature T = 283–333 K and MWCNT concent...
Збережено в:
| Дата: | 2022 |
|---|---|
| Автори: | , , , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian English |
| Опубліковано: |
Publishing house "Academperiodika"
2022
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2022115 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Ukrainian Journal of Physics |
Репозитарії
Ukrainian Journal of Physics| id |
ujp2-article-2022115 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| spelling |
ujp2-article-20221152022-02-15T19:46:56Z Microstructural, Rheological, and Conductometric Studies of Multiwalled Carbon Nanotube Suspensions in Glycerol Мікроструктура, реологічні та кондуктометричні дослідження суспензій багатошарових вуглецевих нанотрубок у гліцерині Bulavin, L.A. Lebovka, N.I. Kyslyi, Yu.A. Khrapatyi, S.V. Goncharuk, A.I. Mel’nyk, I.A. Koval’chuk, V.I. - - Optical microscopy studies of electrical conductivity and rheological properties (in the cone-plate geometry) of glycerol suspensions filled with multiwalled carbon nanotubes (MWCNTs) have been fulfilled. The researches were carried out in the intervals of temperature T = 283–333 K and MWCNT concentration C = 0–1 wt%. MWCNTs in glycerol are demonstrated to have a strong tendency toward the aggregation, so that "primary" MWCNT aggregates persist even after the intensive ultrasound homogenization. Typical percolation phenomena accompanied by an enhancement of the electrical conductivity and the viscosity are observed at an increase of the MWCNT concentration. The concentration percolation threshold is identified at C = Cp ≈ 0.1 wt%, and the scaling behavior in a vicinity of the percolation threshold is found to be characterized by the conductivity exponent t = 2.7 ± 0.3, which is somewhat higher than a value typical of the random percolation problem. The introduction of MWCNTs in glycerol resulted in the appearance of thixotropic behavior related to the fracture of MWCNT aggregates under shear. An anomalous rheological behavior is observed at a high MWCNT concentration, C = 1 wt%, which testifies to the destruction of the H-bond network in glycerol induced by MWCNTs. The dependences of the activation energies of the ionic electric conductivity and a viscous flow on the MWCNT concentration are estimated. Методами оптичної мікроскопії, проведено дослідження електропровідності і реологічних властивостей (метод конус-плита)суспензій гліцерину, наповненого багатошаровими вуглецевими нанотрубками MWCNT. Дослідження проведено в інтервалі температур 283–333 K і при ступенях наповнення C = 0–1% мас. Показано, що MWCNT у гліцерині проявляють високу схильність до агрегації і в системі зберігаються "первинні" агрегати MWCNT навіть при інтенсивній ультразвуковій гомогенізації. При збільшенні концентрації MWCNT спостерігалися типові перколяційні процеси, які супроводжувалися підвищенням електропровідності і в'язкості. Перколяційна концентрація ідентифікована при C = Cp ≈ 0,1% мас., а скейлінгова поведінка поблизу точки перколяції характеризується показником провідності t = 2,7 ± 0,3, який дещо перевищує значення, характерне для задачі випадкової перколяції. Введення MWCNT у гліцерин приводило до прояву тіксотропної поведінкисуспензій, яка відображала процеси руйнування агрегатів MWCNT при зсувові. При високих концентраціях MWCNT, C = 1% мас., спостерігалася аномальна реологічна поведінка, яка відображала наявність руйнування сітки водневих зв'язків у гліцерині внаслідок присутності MWCNT. Проведено оцінку залежності енергій активації електропровідності і в'язкої течії від концентрації MWCNT. Publishing house "Academperiodika" 2022-02-15 Article Article Peer-reviewed Рецензована стаття application/pdf application/pdf https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2022115 10.15407/ujpe56.3.217 Ukrainian Journal of Physics; Vol. 56 No. 3 (2011); 217 Український фізичний журнал; Том 56 № 3 (2011); 217 2071-0194 2071-0186 10.15407/ujpe56.3 uk en https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2022115/2364 https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2022115/2365 |
| institution |
Ukrainian Journal of Physics |
| collection |
OJS |
| language |
Ukrainian English |
| topic |
- - |
| spellingShingle |
- - Bulavin, L.A. Lebovka, N.I. Kyslyi, Yu.A. Khrapatyi, S.V. Goncharuk, A.I. Mel’nyk, I.A. Koval’chuk, V.I. Мікроструктура, реологічні та кондуктометричні дослідження суспензій багатошарових вуглецевих нанотрубок у гліцерині |
| topic_facet |
- - |
| format |
Article |
| author |
Bulavin, L.A. Lebovka, N.I. Kyslyi, Yu.A. Khrapatyi, S.V. Goncharuk, A.I. Mel’nyk, I.A. Koval’chuk, V.I. |
| author_facet |
Bulavin, L.A. Lebovka, N.I. Kyslyi, Yu.A. Khrapatyi, S.V. Goncharuk, A.I. Mel’nyk, I.A. Koval’chuk, V.I. |
| author_sort |
Bulavin, L.A. |
| title |
Мікроструктура, реологічні та кондуктометричні дослідження суспензій багатошарових вуглецевих нанотрубок у гліцерині |
| title_short |
Мікроструктура, реологічні та кондуктометричні дослідження суспензій багатошарових вуглецевих нанотрубок у гліцерині |
| title_full |
Мікроструктура, реологічні та кондуктометричні дослідження суспензій багатошарових вуглецевих нанотрубок у гліцерині |
| title_fullStr |
Мікроструктура, реологічні та кондуктометричні дослідження суспензій багатошарових вуглецевих нанотрубок у гліцерині |
| title_full_unstemmed |
Мікроструктура, реологічні та кондуктометричні дослідження суспензій багатошарових вуглецевих нанотрубок у гліцерині |
| title_sort |
мікроструктура, реологічні та кондуктометричні дослідження суспензій багатошарових вуглецевих нанотрубок у гліцерині |
| title_alt |
Microstructural, Rheological, and Conductometric Studies of Multiwalled Carbon Nanotube Suspensions in Glycerol |
| description |
Optical microscopy studies of electrical conductivity and rheological properties (in the cone-plate geometry) of glycerol suspensions filled with multiwalled carbon nanotubes (MWCNTs) have been fulfilled. The researches were carried out in the intervals of temperature T = 283–333 K and MWCNT concentration C = 0–1 wt%. MWCNTs in glycerol are demonstrated to have a strong tendency toward the aggregation, so that "primary" MWCNT aggregates persist even after the intensive ultrasound homogenization. Typical percolation phenomena accompanied by an enhancement of the electrical conductivity and the viscosity are observed at an increase of the MWCNT concentration. The concentration percolation threshold is identified at C = Cp ≈ 0.1 wt%, and the scaling behavior in a vicinity of the percolation threshold is found to be characterized by the conductivity exponent t = 2.7 ± 0.3, which is somewhat higher than a value typical of the random percolation problem. The introduction of MWCNTs in glycerol resulted in the appearance of thixotropic behavior related to the fracture of MWCNT aggregates under shear. An anomalous rheological behavior is observed at a high MWCNT concentration, C = 1 wt%, which testifies to the destruction of the H-bond network in glycerol induced by MWCNTs. The dependences of the activation energies of the ionic electric conductivity and a viscous flow on the MWCNT concentration are estimated. |
| publisher |
Publishing house "Academperiodika" |
| publishDate |
2022 |
| url |
https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2022115 |
| work_keys_str_mv |
AT bulavinla microstructuralrheologicalandconductometricstudiesofmultiwalledcarbonnanotubesuspensionsinglycerol AT lebovkani microstructuralrheologicalandconductometricstudiesofmultiwalledcarbonnanotubesuspensionsinglycerol AT kyslyiyua microstructuralrheologicalandconductometricstudiesofmultiwalledcarbonnanotubesuspensionsinglycerol AT khrapatyisv microstructuralrheologicalandconductometricstudiesofmultiwalledcarbonnanotubesuspensionsinglycerol AT goncharukai microstructuralrheologicalandconductometricstudiesofmultiwalledcarbonnanotubesuspensionsinglycerol AT melnykia microstructuralrheologicalandconductometricstudiesofmultiwalledcarbonnanotubesuspensionsinglycerol AT kovalchukvi microstructuralrheologicalandconductometricstudiesofmultiwalledcarbonnanotubesuspensionsinglycerol AT bulavinla míkrostrukturareologíčnítakonduktometričnídoslídžennâsuspenzíjbagatošarovihvuglecevihnanotrubokuglíceriní AT lebovkani míkrostrukturareologíčnítakonduktometričnídoslídžennâsuspenzíjbagatošarovihvuglecevihnanotrubokuglíceriní AT kyslyiyua míkrostrukturareologíčnítakonduktometričnídoslídžennâsuspenzíjbagatošarovihvuglecevihnanotrubokuglíceriní AT khrapatyisv míkrostrukturareologíčnítakonduktometričnídoslídžennâsuspenzíjbagatošarovihvuglecevihnanotrubokuglíceriní AT goncharukai míkrostrukturareologíčnítakonduktometričnídoslídžennâsuspenzíjbagatošarovihvuglecevihnanotrubokuglíceriní AT melnykia míkrostrukturareologíčnítakonduktometričnídoslídžennâsuspenzíjbagatošarovihvuglecevihnanotrubokuglíceriní AT kovalchukvi míkrostrukturareologíčnítakonduktometričnídoslídžennâsuspenzíjbagatošarovihvuglecevihnanotrubokuglíceriní |
| first_indexed |
2023-03-24T09:00:36Z |
| last_indexed |
2023-03-24T09:00:36Z |
| _version_ |
1795757756789030912 |