Как мезоскопическая физика объясняет редокс-синтез металл/углеродных нанокомпозитов в нанореакторах функциональных полимеров

УДК 541.49

КАК МЕЗОСКОПИЧЕСКАЯ ФИЗИКА ОБЪЯСНЯЕТ РЕДОКС-СИНТЕЗ МЕТАЛЛ/УГЛЕРОДНЫХ НАНОКОМПОЗИТОВ В НАНОРЕАКТОРАХ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПОЛИМЕРОВ

1,2КОДОЛОВ В.И., 1,3ТРИНЕЕВА ВВ.

Научно-образовательный центр химической физики и мезоскопии УдНЦ УрО РАН, 426067, г. Ижевск, ул. Т. Барамзиной, 34

Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова, 426069, г. Ижевск, ул. Студенческая, 7

Институт механики Уральского отделения РАН, 426067, г. Ижевск, ул. Т. Барамзиной, 34

АННОТАЦИЯ. Приведены условия окислительно-восстановительных реакций в нанореакторах полимерных матриц на основе полимеров, содержащих боковые функциональные группы. При этом дано обоснование применения принципов мезоскопической физики для описания процессов редокс-синтеза металл/углеродных нанокомпозитов в сформированных нанореакторах. С использованием принципов мезоскопической физики и положений нанохимии дано объяснение формирования наночастиц, на примере металл/углеродных нанокомпозитов, в нанореакторах функциональных полимеров.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: мезоскопическая физика, нанохимия, редокс-синтез, металл/углеродные нанокомпозиты, нанореакторы, функциональные полимеры.

ВВЕДЕНИЕ

Развитие направления синтеза наноструктур и наноструктурированных систем требует изменений в теоретическом подходе к изучению процессов с участием наночастиц. Возросшее внимание к основным положениям теории фракталов, мезоскопической физики и нанохимии объясняется более глубоким пониманием особенностей процессов на наноразмерном уровне. Несмотря на разные подходы, между принципами, сформулированными в указанных научных направлениях, есть сходство, а различия лишь дополняют картину понимания явлений в наноразмерной области.

Прежде всего, следует отметить, что в нанохимии линейный размер наноструктур, участвующих во взаимодействиях, по аналогии с определениями нанотехнологии устанавливается не более 100 нм, что, на наш взгляд, сужает область рассмотрения процессов рамками волн электронов в материалах.

В мезоскопической физике размерная область рассматриваемых объектов шире. Она охватывает линейные размеры объектов от 1000 до 0,1 нм. Причем размер в 1000 нм относят к длине волны фазовой когерентности, что нельзя упускать при изучении процессов в наноразмерных системах. Область от 100 до 0,1 нм в мезоскопической физике приписывают длине волны электрона в разных по природе материалах. Согласно мезоскопической физике, для мезоскопической частицы (наночастицы) характерны явления: интерференция, квантование спектра, квантование заряда. Эти явления возможны при соответствующих размерах наночастиц (около 10 нм) и при температурах 0,1 К, т.е. когда наночастица может совершать только колебательные движения и через нее возможен транспорт электронов. Такие условия можно создать для наночастицы (мезоскопической частицы) при фиксировании ее положения в наноразмерном пространстве (нанореакторе) с помощью системы координационных связей (или другого рода взаимодействий) со стенками нанореактора. По сути дела, речь может идти о наноразмерном электропроводнике, колеблющемся с высокой частотой и испускающем кванты энергии. Иначе можно говорить о квантовом генераторе.

Возможно ли создание таких условий при редокс-синтезе металл/углеродных нанокомпозитов в нанореакторах функциональных полимеров?

Получение металл/углеродных нанокомпозитов в нанореакторах полимерных матриц обусловлено тем, что при протекании окислительно-восстановительного синтеза в нанореакторе образование мезоскопической металлической частицы в оболочке из углеродных волокон, ассоциированных с частицей, наиболее вероятно.

В данной статье рассматриваются методы получения таких композиционных наноструктур.

ФОРМИРОВАНИЕ НАНОРЕАКТОРОВ, ЗАПОЛНЕННЫХ МЕТАЛЛСОДЕРЖАЩЕЙ ФАЗОЙ, ПРИ СМЕШЕНИИ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ СОЛЕЙ МЕТАЛЛОВ И ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПОЛИМЕРОВ

В представленной работе в качестве солей металлов использованы соли таких 3 d-металлов, как железо, кобальт, никель и медь, кластеры которых имеют одинаковые геометрические фрагменты (фракталы), а в качестве функциональных полимеров применялись полимеры с боковыми функциональными группами -OH, -0С(0)СН3, -Cl (поливиниловый спирт, поливинилацетат, поливинилхлорид). Более подробно проведено рассмотрение процесса на примере взаимодействия водного раствора поливинилового спирта (ПВС) и водных растворов хлоридов никеля и меди.

Мезоскопическая металлическая частица может образоваться в спиралевидной макромолекуле поливинилового спирта в разбавленном растворе из ионов металла раствора соли, между ламелями или фибриллами полимера из кластеров металлсодержащей фазы, а также на границе раздела фаз (в эмульсиях, в суспензиях или поверхности активированных порошков).

Из перечисленных схем образования нанокластеров металла (мезоскопической частицы) в углеродной оболочке есть опыт синтеза металл/углеродных нанокомпозитов в нанореакторах поливинилового спирта, которые формируются в виде спиралевидных макромолекул в разбавленных водных растворах. При этом имеет место образование комплексных солей, которые легко диссоциируют в воде с образованием сильных комплексных кислот. Одновременно происходит координация металлических ионов с функциональными группами макромолекулы. Поскольку функциональные группы находятся внутри макромолекул, стабилизируя их спиралевидную форму и создавая суммарный отрицательный заряд, ионы металла «втягиваются» внутрь спиралевидной макромолекулы поливинилового спирта, а комплексные анионы образуют наружную оболочку спиралевидной макромолекулы и формируют кислую среду с pH, равным 1. Макромолекула представляет собой нанореактор, насыщенный металлсодержащей фазой, сформированной из ионов металлов. При медленном испарении воды (при комнатной температуре) образуются стеклоподобные ксерогели с характерным окрашиванием в зависимости от используемого металла.

По результатам просвечивающей оптической микроскопии определены области, насыщенные металлической фазой, с четкими границами, которые являются нанореакторами, подготовленными к окислительно-восстановительному процессу на следующей термохимической стадии. При заполнении ионами металла спиралевидных макромолекул поливинилового спирта редокс-процесс уже начинается. Экспериментально этот процесс определяется по изменению окраски раствора соли металла, а теоретически объясняется с позиций мезоскопической физики. Например, при насыщении ионами металлов нанореакторов ПВС изменяются потенциалы ветвей «спирали» и возникшая разность потенциалов стимулирует транспорт электронов к металлическим ионам и их частичное восстановление. В свою очередь этот процесс «допускает» процесс частичного окисления углеводородной части макромолекулы. Поэтому на картинах просвечивающей оптической микроскопии ксерогелей, наряду с цветными рефлексами, видны темные (почти черные) границы нанореакторов (рис. 1). Примерно такие же формы заполненных металлсодержащей фазой нанореакторов наблюдаются при исследовании полученных ксерогелей методом атомно-силовой микроскопии (АСМ) [1 - 3, р. 2-25].

Рис. 1. Изображение нанореакторов, заполненных медьсодержащей фазой, полученное с помощью оптической просвечивающей микроскопии

Изображения распределения фазового контраста, полученные методом АСМ позволяют определить размеры нанореакторов и частиц металлсодержащей фазы, заполняющей нанореакторы. С допустимой погрешностью можно спрогнозировать форму и размеры получаемых после термохимической стадии синтеза металл/углеродных нанокомпозитов.

При использовании этого метода для медьсодержащих нанореакторов получена следующая картина: есть полосы («штрихи») и «сростки штрихов», вытянутые по оси ординат, длиной от 28 до 600 нм, по оси абсцисс эти «штрихи» имеют размер от 9 до 108 нм («сростки» до 10 наночастиц); в поле 1 мкм среднее число наночастиц соответствует 70, из них примерно 80 % крупных «сростков» (средний размер по оси ординат - 200 нм, по оси абсцисс - до 10 нм).

Исследование методом АСМ никельсодержащих нанореакторов привело к следующим результатам: на АСМ картине видны «пятна» и «штрихи»; в поле 1 мкм находится примерно 60 наночастиц, из которых приблизительно 70 % имеет размер от 5 до 40 нм; ориентация наночастиц в большей степени по оси у, максимальный размер «штрихов» по этой оси 200 нм, есть «сростки» («слипшиеся» 8 - 10 наночастиц).

ФОРМИРОВАНИЕ НАНОРЕАКТОРОВ, ЗАПОЛНЕННЫХ МЕТАЛЛСОДЕРЖАЩЕЙ ФАЗОЙ, ПУТЕМ МЕХАНОХИМИЧЕСКОЙ ИНТЕРКАЛЯЦИИ КЛАСТЕРОВ

Механохимические процессы изучаются давно. Одним из методов качественного анализа веществ является метод Флавитского - проведение химических процессов при совместном перетирании твердых веществ [4]. В этих случаях всегда происходит измельчение веществ и процесс сопровождается нагревом перетираемой массы смеси. Затрачиваемая работа включает (по меньшей мере) работу на измельчение (перетирание), нагрев массы и химические процессы реагентов массы. Собственно измельчение является тоже химическим процессом, поскольку связано с разрушением химических связей при нарушении целостности исходного материала. Энергия, необходимая для измельчения, зависит от мощности размольного устройства, физико-механических свойств разрушаемого твердого материала (предел прочности, модуль упругости), геометрических параметров разрушаемого куска твердого материала (объем, линейный размер), степени измельчения и способа измельчения.

В нашем случае, один из реагентов представлял собой твердый порошок оксидного соединения металла с дисперсностью не более 0,3 мкм, а другой реагент - вязкая или гелеподобная масса на основе поливинилового спирта и воды. При совместном перетирании в механической агатовой ступке в течение 3 мин температура массы повышалась

до 60 - 80 °С, что способствует частичному испарению воды, поэтому полученный гель высушивался при комнатной температуре. Отмечено изменение цвета массы (оттенка), что свидетельствует о процессе координации. Подтвердить этот процесс можно, исследуя ИК спектр ксерогеля. АСМ позволила определить размеры металлсодержащей фазы в нанореакторах и выявила отличия в результатах получения металл/углеродных нанокомпозитов из растворов и путем механохимической интеркаляции.

Особенности формы металлсодержащей фазы, полученной двумя методами, можно объяснить тем, что в первом случае металлсодержащая фаза формируется из ионов металла, а во втором случае происходит взаимодействие кластера металлоксидной фазы кубической формы с ламелями поливинилового спирта. Схема взаимодействия ламелей с образующейся в процессе перетирания мезоскопической частицей (наночастицей) похожа на объяснение, приведенное для рассмотренного ранее метода.

При измельчении частиц оксида металла размером 0,3 мкм в массу ПВС ламеллярного строения создаются предпосылки для использования основных принципов нанохимии и мезоскопической физики для синтеза наноструктур в нанореакторах полимерной матрицы. Основные условия: уменьшение размеров частиц металлсодержащей фазы до размеров кристаллической решетки (кубической решетки) и снижение возможностей движения химических частиц за счет их координации с функциональными группами стенок нанореакторов. Объемы колебаний таких кластеров составляют: для оксида меди максимум 0,4 нм3 при линейном размере ребра - 0,75 нм; для оксида никеля соответственно 0,35 нм3 при линейном размере ребра - 0,7 нм. По сути, возникает классическая картина процесса: мезоскопическая частица может только колебаться и проводить через себя электроны, взаимодействуя со стенками нанореактора, т.е. готова к окислительно-восстановительному процессу. Измельчение облегчается взаимодействиями в наиболее дефектной области геля ПВС, в которой есть ацетатные группы. При этом превалирует координация металла металлсодержащей фазы с карбонилом ацетатной группы. Наличие воды стимулирует отрыв ацетатной группы от углеводородной цепочки с образованием активных центров. Эти взаимодействия приводят к существенному изменению ИК спектра по сравнению со спектром поливинилового спирта.

Во-первых, в ИК спектре ПВС с нанореакторами, заполненными металлсодержащей фазой, происходит изменение волновых чисел.

Во-вторых, изменяются интенсивности соответствующих полос в спектрах и наблюдается появление новых линий. Это можно оценить, используя уравнения Герцберга-Кондратьева, Кирквуда, формулы Горди и Слэйтера (для расчета волновых чисел), а также закон Ламберта-Бера-Бугера-Бернара (для расчета интенсивностей). Уравнение Герцберга-Кондратьева построено из двух составляющих: для колебательных волновых чисел и поправки на вращение. Согласно положениям мезоскопической физики нужно учитывать только колебательные движения. Поэтому можно рассчитать волновые числа для колебательной составляющей С=0 связи, которая координируется с атомом меди, по уравнению Кирквуда -

- -L K

П кол _ \ ,

2жс\ m

где K - силовая постоянная, рассчитанная по формуле Горди, m - приведенная масса атомов, рассчитанная по формуле -

m = m1m2/(m1 + m2), m1 - тС, m2 - m0.

Формула Гордии записана как - K = Z'CZ'0/r3, где Z'C и Z'0 - заряды атомов, рассчитанные по Слэйтеру с учетом постоянных экранирования, r - длина связи, равная 0,123 нм.

При расчете зарядов учитываются следующие постоянные экранирования:

для n слоя о = - 0,35; для n-1 о = - 0,85; для n-2 и d-, f-электронов о = - 1.

При подстановке значений в уравнение Кирквуда получается величина 1760 см-1 для колебательного волнового числа С=0 связи, которое близко к табличным значениям.

Расчет не является достоверным из-за неопределенности участия электронов в образовании п-электронных состояний и корректировки постоянных экранирования. Поэтому необходимо провести ИК спектроскопическое исследование ксерогеля сразу после его образования в ходе механохимической интеркаляции. В случае процессов координации С=0 связи на металл будет наблюдаться сдвиг соответствующей полосы или появление новой линии, сдвинутой в низкочастотную область при 1700 - 1750 см-1.

Исследование ксерогеля проведено также с помощью дифрактометрии и атомно-силовой микроскопии. Дифрактометрия применяется для определения изменений в кристаллической структуре металлсодержащей фазы, установления размеров нанореакторов и кластеров металлов в них. Аналогичная задача стоит перед атомно-силовой микроскопией. С ее помощью определяются размеры нанореакторов, а также при определенных условиях энергетические характеристики металлсодержащей фазы, заполняющей нанореакторы [1 - 3, р. 2-25].

Сравнительный анализ картин фазового контраста, полученных при исследовании ксерогелей при взаимодействии растворов солей металлов с раствором ПВС и при механохимической интеркаляции тонкодисперсных порошков оксидов металлов с гелеподобным ПВС показал следующее:

На картине АСМ медьсодержащего нанореактора видны «пятна» и «штрихи», которые преимущественно ориентированы по оси абсцисс. Среднее число наночастиц в 1 мкм2 - 90, из них с размером 15 - 20 нм приблизительно 75 %.

На АСМ картине никельсодержащего нанореактора наблюдаются ориентированные по оси у «штрихи» и «сростки» размером от 10 до 500 нм («сростки» до 2 мкм), по оси х размеры наночастиц меняются от 10 до 70 нм («сростки»). В 1 мкм2 отмечено среднее количество наночастиц - 60, из которых примерно 60 % в пределах 10 нм (по оси х) и 100 нм (по оси у).

Таким образом, по результатам АСМ можно отметить, что нанореакторы, заполненные металлсодержащей фазой, близки по форме, ориентации и размерам, независимо от того, получены они из растворов или с помощью механохимической интеркаляции.

Энергии, затраченной при механохимической интеркаляции, вполне достаточно для протекания окислительно-восстановительной реакции.

Из предыдущего следует, что в ксерогеле после механохимической интеркаляции сформировались «заготовки» будущих нанокомпозитов. Поэтому представляет интерес для описания данного процесса использовать уравнение Аврами-Колмогорова -

Ж = 1 - ехр (-£/),

где Ж - количество образующегося продукта, к - кинетический коэффициент процесса, т - время протекания процесса, п - фрактальная размерность, отражающая возможность протекания процесса по одномерной, двумерной или трехмерной схеме.

При этом полагаем, что в ходе интеркаляции протекает восстановление оксида меди до оксида одновалентной меди. Тогда в уравнении Аврами-Колмогорова для определения кинетического коэффициента запишем -

А

к = ехр-—,

ЯТ

где 2 принят равным 1, Е - число Фарадея, 26,81 Ачас/моль, Дф - электродный потенциал процесса равен +0,153 В, Т - температура, равная 373 К, Я - газовая постоянная, 2,31 Вт моль/час град.

При подстановке значений для к в уравнение Аврами - Колмогорова получим следующее выражение -

А

1 - Ж = ехр| -тп ехр-

ЯТ

где Ж - количество полученного продукта (в % от исходного металлсодержащего вещества), т - продолжительность процесса, п - фрактальная размерность для одномерного процесса, равная 1, заменим Г и Я на соотношение Г/Я.

Если задать степень превращения, то можно определить параметры процесса: время, температуру, электродный потенциал. Для того, чтобы получить 95 % превращения двухвалентной меди в одновалентную медь, по расчету продолжительность процесса механохимической интеркаляции получилась равной 3 минутам, что соответствует экспериментальным данным.

При наличии сведений по потенциалу превращения СН2 в С и энергии, необходимой на это превращение, при условии протекания одномерного процесса можно оценить необходимое время для его протекания и степень превращения.

Контроль процесса следует осуществлять по ИК спектрам с использованием уравнения Герцберга-Кондратьева. При этом предположительно образуются карбиновые фрагменты, стабилизированные координационными связями с атомами металлов.

ТЕРМОХИМИЧЕСКАЯ СТАДИЯ РЕДОКС-СИНТЕЗА МЕТАЛЛ/УГЛЕРОДНЫХ НАНОКОМПОЗИТОВ В НАНОРЕАКТОРАХ ПОЛИМЕРНЫХ МАТРИЦ

Для получения металл/углеродных нанокомпозитов, содержащих кластеры металлов, стабилизирующих карбиновые фрагменты, необходимо обработать ксерогель при определенном температурно-временном режиме с регулированием времени выдержки в температурном интервале, когда не меняется или мало меняется масса образца при неизменном экзотермическом эффекте. Такое условие - неизменность массы при неизменном экзотермическом эффекте, характерно для процессов полимеризации, самоорганизации или структурирования. Из опыта (данных ТГ-ДТА) в области при 200 °С формируются нанопленочные формы нанокомпозитов, т.е. наблюдается двумерный рост, а в области 350 - 400 °С наблюдали пространственные формы наноструктур.

Поскольку процесс протекает в образованных нанореакторах, его можно представить, как процесс «рекристаллизации», который, как и в предыдущем случае, можно спрогнозировать с помощью уравнения Аврами-Колмогорова.

В данном случае протекает превращение С-С связей в С=С связи и уравнения Аврами-Колмогорова преобразуются с учетом изменения колебательных волновых чисел или длин связей. При этом волновые числа для С=С связи взяты из справочных данных и соответствуют для алленов 1060 см-1, а для С-С связи рассчитаны как 1110 см-1. В расчетных вариантах было принято, что простые углерод-углеродные связи превращаются в ходе синтеза в сопряженные двойные связи и карбиновые фрагменты, содержащие до шести атомов углерода. Рассчитано колебательное волновое число для результата взаимодействия атома меди с п-электронной системой такого фрагмента, состоящего из шести атомов углерода. Волновое число соответствует 740 см-1, что соответствует экспериментальному ИК спектру медь/углеродного нанокомпозита [5].

Подобные расчеты проведены и опубликованы в статьях [6, 7]. В результате расчетов пленочные наноструктуры с кластерами меди внутри при 200 °С должны получаться через 2,5 часа, что соответствует экспериментальным результатам.

Результаты вычислительных оценок сравнены с экспериментальными данными, полученными на термохимической стадии получения металл/углеродных нанокомпозитов.

По данным дифрактометрии и просвечивающей электронной микроскопии определены размеры частиц и рассчитаны их удельные поверхности, а с учетом состава и частоты колебаний (по ИК спектрам) проведен расчет колебательной энергии частиц нанокомпозитов. На основании исследований методом рентгеноэлектронной спектроскопии (РФЭС) рассчитаны атомные магнитные моменты металлов в соответствующих нанокомпозитах. Эти характеристики приведены для медь/углеродных нанокомпозитов ниже.

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МЕТАЛЛ/УГЛЕРОДНЫХ НАНОКОМПОЗИТОВ НА ПРИМЕРЕ МЕДЬ/УГЛЕРОДНОГО НАНОКОМПОЗИТА

Представляет интерес тот факт, что согласно расчету, проведенному на основании данных РФЭС, атомный магнитный момент меди в нанокомпозите, имеющим карбиновые мостики, вырос до 1,3 магнетона Бора (цв).

Средний размер наночастиц, содержащих кластеры меди, не превышает 20 нм. Их удельная поверхность в среднем соответствует 160 м2 /г. Медь/углеродный нанокомпозит представляет собой в основном кластеры меди в оболочках, образованных углеродными волокнами, ассоциированных с кластерами меди (рис. 2).

Рис. 2. Изображение структуры медь/углеродного композита, полученное ПЭМ высокого разрешения

Просвечивающая электронная микроскопия высокого разрешения (в 1 см - 2 нм) была выполнена в лаборатории ООО «Системы микроскопии и анализа» (г. Москва), за что авторы выражают глубокую благодарность сотрудникам лаборатории.

Согласно полученным изображениям углеродные волокна представляют собой цепочки углеродных атомов, соединенных двойными связями, включающих, по-видимому, полиацетиленовые и карбиновые фрагменты. Расстояние между волокнами соответствует сумме Ван-дер-Ваальсовых радиусов соответствующих атомов. Нанокристаллы меди кубической формы или додекаэдры ассоциированы с трехслойным покрытием из волокон, направленных по отношению к оси нанокристаллов под углом, соответствующим углу геодезической линии ^ф = 1,39: ф = 54°44'). Этот результат относится к нанокомпозиту, полученному из оксида меди и ПВС.

Получение медь/углеродных нанокомпозитов из растворов приводит к образованию протяженных и сваренных «нанокабелей», содержащих металлическую нанопроволочку в многослойной углеродной оболочке.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Из предыдущего можно сделать вывод, что в металл/углеродном нанокомпозите уже заложена способность направленной передачи энергии на активные центры материала за счет наличия кластера металла и углеродной оболочки, напоминающей нетканый материал из углеродных волокон, ассоциированных с кластерами металлов. Кластеры металлов являются «источниками» неспаренных электронов, которые перемещаются и возбуждают п-электронную систему углеродной оболочки. Процесс транспорта электронов подобен квантованию заряда, который передается на поляризующиеся функциональные группы полимерной композиции, изменяя структуру и свойства материалов.

Таким образом, эффективность металл/углеродных нанокомпозитов при модификации определенных полимерных композиций зависит от активности самого нанокомпозита, которая определяется его колебательной энергией и числом неспаренных электронов на углеродной оболочке, и диэлектрическими и магнитными свойствами композиции, способностью ее структурных фрагментов к поляризации.

Работа выполнена при поддержке Министерства образования и науки РФ в рамках государственного задания ФГБОУ ВПО «ИжГТУ имени М.Т. Калашникова» № 2014/45 проект 574.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Тринеева В.В.. Ляхович А.М., Кодолов В.И. Прогнозирование процессов формирования углеродных металлсодержащих наноструктур при использовании метода атомносиловой микроскопии // Нанотехника. 2009. Т. 4, № 20. С. 87-90.

2. Шабанова И.Н., Кодолов В.И., Теребова Н.С., Тринеева В.В. Рентгеноэлектронная спектроскопия в исследовании металл/углеродных наносистем и наноструктурированных материалов. М. - Ижевск : Изд-во Удмуртский университет, 2012. 280 с.

3. Kodolov V.I., Trineeva V.V. Perspectives of Nanochemistry development for metal/carbon nanocomposites synthesis and for the materials self organizations // In Book: Nanostructures, Nanomaterials and Nanotechnologies to Nanoindustry. Toronto-New Jersey: Apple Academic Press, 2015. 400 p.

4. Основы общей химии : учеб. пособие / В.И. Кодолов, Л.А. Грозина, В.Д. Кибенко и др. / под общ. ред. проф. В.И. Кодолова. Ижевск : Изд-во ИжГТУ, 2010. 396 c.

5. Kodolov V.I., Trineeva V.V., Blagodatskikh I.I. et al. The nanostructures obtaining and the synthesis of metal/carbon nanocomposites in nanoreactors // Nanostructures, nanosystems and nanostructured materials. 2014. Р. 101-145.

6. Кодолов В.И. Комментарий к статье 2008 В.И. Кодолова и др. // Химическая физика и мезоскопия. 2009. Т. 11, № 1. С. 134-136.

7. Kodolov V.I., Trineeva V.V., Vasilchenko Yu.M. The calculating experiments for metal/carbon nanocomposites syntesis in polymeric matrices with the application of Avrami equations // Nanostructures, nanomaterials and nanotechnologies to nanoindustry. 2014. Р. 105-118.

HOW MESOSCOPIC PHYSICS EXPLAINS THE REDOX SYNTHESIS WITHIN NANOREACTORS OF POLYFUNCTHIONAL POLYMERS

1,2Kodolov V.I., 1,3Trineeva V.V.

'High Educational Center of Chemical Physics and Mesoskopy, Udmurt Scientific Center, UB RAS, Izhevsk, Russia

2Kalashnikov Izhevsk State Technical University, Izhevsk, Russia

3Institute of Mechanics, Ural Branch of the Russian Academy of Science, Izhevsk, Russia

SUMMARY. The conditions of redox synthesis within nanoreactors of polymeric matrices are presented. The substantiation of mesoscopic physics principles application for the explanation of metal/carbon nanocomposites redox synthesis processes is given. The synthesis and characteristics of copper/carbon nanocomposite are detail considered.

KEYWORDS: mesoscopic physics, nanochemistry, redox synthesis, metal/carbon nanocomposites, nanoreactors, functional polymers

Кодолов Владимир Иванович, доктор химических наук, профессор, заведующий кафедрой химии и химической технологии ИжГТУ имени М.Т. Калашникова, e-mail: kodol@istu.ru

Тринеева Вера Владимировна, кандидат технических наук, старший научный сотрудник ИМ УрО РАН, e-mail: vera kodolova@mail.ru