Везде

RAS Chemistry & Material ScienceВысокомолекулярные соединения. Серия А Polymer Science, Series A

  • ISSN (Print) 2308-1120
  • ISSN (Online) 2412-9844

КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ НАНОКОМПОЗИТОВ НА ОСНОВЕ ПОЛИИМИДА Р-ОДФО, НАПОЛНЕННОГО ГРАФЕНОМ: СТРУКТУРНАЯ СИММЕТРИЯ ГРАФЕНА И ЕЕ ВЛИЯНИЕ НА УПОРЯДОЧЕНИЕ ЦЕПЕЙ ВБЛИЗИ ПОВЕРХНОСТИ

You can
PII
S24129844S2308112025020066-1
DOI
10.7868/S2412984425020066
Publication type
Article
Status
Published
Authors
S.V. Larin
  • Affiliation: Филиал федерального государственного бюджетного учреждения «Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова Национального исследовательского центра «Курчатовский институт» – Институт высокомолекулярных соединений
S.G. Fal'kovic
  • Affiliation: Филиал федерального государственного бюджетного учреждения «Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова Национального исследовательского центра «Курчатовский институт» – Институт высокомолекулярных соединений
I.V. Volgin
  • Affiliation: Филиал федерального государственного бюджетного учреждения «Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова Национального исследовательского центра «Курчатовский институт» – Институт высокомолекулярных соединений
V.M. Nazarycev
  • Affiliation: Филиал федерального государственного бюджетного учреждения «Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова Национального исследовательского центра «Курчатовский институт» – Институт высокомолекулярных соединений
A.U. Dobrovskij
  • Affiliation: Филиал федерального государственного бюджетного учреждения «Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова Национального исследовательского центра «Курчатовский институт» – Институт высокомолекулярных соединений
S.V. Lulin
  • Affiliation: Филиал федерального государственного бюджетного учреждения «Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова Национального исследовательского центра «Курчатовский институт» – Институт высокомолекулярных соединений
Volume/ Edition
Volume 67 / Issue number 2
Pages
96-105
Abstract
Ароматические полиимиды относятся к одному из наиболее перспективных классов функциональных полимеров, свойствами которых можно управлять путем добавления наночастиц графена. Структурные свойства композитов на основе полимеров, наполненных графеном, во многом определяются упорядочением цепей полиимидов вблизи поверхности наночастиц и зависят от особенностей межмолекулярного взаимодействия между ними. С этой точки зрения важной особенностью графена является его структурная симметрия, заключающаяся в наличии двух различных направлений (или осей), вдоль которых расположены атомы углерода – “zig-zag” и “armchair”. Непосредственное экспериментальное исследование связи самоорганизации полиимидов с наличием данных осей является крайне сложной задачей. Тем не менее понимание этого эффекта необходимо для поиска методов управления структурой и свойствами полиимидных нанокомпозитов, содержащих графен. В данной работе с применением метода полноатомной молекулярной динамики проведено компьютерное моделирование самоорганизации олигомеров и макромолекул полиимида Р-ОДФО вблизи графена. При рассмотрении самоорганизации олигомеров компьютерное моделирование выполнено для систем, состоящих из одного, двух и трех слоев лимеров вблизи поверхности графена. В свою очередь, при рассмотрении самоорганизации макромолекул компьютерное моделирование проведено на микросекундном масштабе времен для трех различных конфигураций исследуемой системы. Показано, что направление упорядочения цепей на масштабе отдельных повторяющихся звеньев как в олигомерных, так и в полимерных системах можно считать скоррелированным с направлением осей, вдоль которых расположены атомы углерода, однако ни одна из них не является предпочтительной.
Keywords
Date of publication
01.02.2025
Year of publication
2025
Number of purchasers
0
Views
6

References

  1. 1. Gouzman I., Grossman E., Verker R., Atar N., Bolker A., Eliaz N. // Adv. Mater. 2019. V. 31. № 18. P. 1807738.
  2. 2. Silva M., Alves N.M., Paiva M.C. // Polym. Adv. Technol. 2018. V. 29. № 2. P. 687.
  3. 3. Diez-Pascual A.M., Sánchez J.A.L., Capilla R.P., Díaz P.G. // Polymers. 2018. V. 10. № 2. P. 217.
  4. 4. Valenkov A.M., Gofman I.V., Nosov K.S., Shapovalov V.M., Yadin V.E. // Russ. J. Appl. Chem. 2011. V. 84. P. 735.
  5. 5. Gudkov M.V., Stolyarova D.Y., Shiyanova K.A., Mel'nikov V.P. // Polymer Science C. 2022. V. 64. № 1. P. 40.
  6. 6. Gerasin V.A., Antipov E.M., Karbushev V.V., Kalichikhin V.G., Karpacheva G.P., Talroze R.V., Kadryavtsov Y.V. // Russ. Chem. Rev. 2013. V. 82. № 4. P. 303.
  7. 7. Irzhak V.I. // Polymer Science C. 2020. V. 62. № 1. P. 51.
  8. 8. Nazarychev V.M., Larin S.V., Kenny J.M., Lyulin S.V. // Rev. Adv. Chem. 2021. V. 11. P. 85.
  9. 9. Sahatiya P., Puttapati S.K., Srikanth V.V.S.S., Badhulika S. // Flex. Print. Electron. 2016. V. 1. № 2. P. 1.
  10. 10. Park S., Chang H.Y., Rahimi S., Lee A.L., Tao L., Akinwande D. // Adv. Electron. Mater. 2018. V. 4. № 2. P. 1700043.
  11. 11. Huang J., Wang J., Yang Z., Yang S. // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2018. V. 10. № 9. P. 8180.
  12. 12. Shokri R., Lacour M.A., Jarrosson T., Lère-Porte J.P., Seretin-Spirau F., Miqueur K., Sotiropoulos J.M., Vonau F., Aubel D., Cranney M. // J. Am. Chem. Soc. 2013. V. 135. № 15. P. 5693.
  13. 13. Nadtochiy A., Gorelov B., Polovina O., Shulya S., Korotchenko O. // J. Mater. Sci. 2021. V. 56. № 25. P. 14047.
  14. 14. Kim K.L., Lee W., Hwang S.K., Joo S.H., Cho S.M., Song G., Cho S.H., Jeong B., Hwang I., Ahn J.H., Yu Y.-J., Tae J.S., Kwak S.K., Kang S.J., Park C. // Nano Lett. 2016. V. 16. № 1. P. 334.
  15. 15. Huang C., He M., Liu D., Sun X., Gao B. // J. Phys. Chem. C. 2016. V. 120. № 31. P. 17564.
  16. 16. Komarov P.V., Mikhailov I.V., Chiu Y-T., Chen S.-M., Khalatur P.G. // Macromol. Theory Simulations. 2013. V. 22. № 3. P. 187.
  17. 17. Goyal S., Park H.H., Lee S.H., Savoy E., McKenzie M.E., Rammohan A.R., Mauro J.C., Kim H., Min K., Cho E. // J. Phys. Chem. C. 2016. V. 120. № 41. P. 23631.
  18. 18. Lee S.H., Stewart R.J., Park H., Goyal S., Bou V., Kim H., Min K., Cho E., Rammohan A.R., Mauro J.C. // J. Phys. Chem. C. 2017. V. 121. № 44. P. 24648.
  19. 19. Min K., Kim Y., Goyal S., Lee S.H., McKenzie M., Park H., Savoy E.S. // Polymer. 2016. V. 98. P. 1.
  20. 20. Zhao Y., Qi X., Ma J., Song L., Yang Y., Yang Q. // J. Appl. Polym. Sci. 2018. V. 135. № 27. P. 1.
  21. 21. McKenzie M.E., Goyal S., Lee S.H., Park H.H., Savoy E., Rammohan A.R., Mauro J.C., Kim H., Min K., Cho E. // J. Phys. Chem. C. 2017. V. 121. № 1. P. 392.
  22. 22. Min K., Rammohan A.R., Lee H.S., Shin J., Lee S.H., Goyal S., Park H., Mauro J.C., Stewart R., Batu V. // Sci. Rep. 2017. V. 7. № 1. P. 10475.
  23. 23. Bourque A.J., Rutledge G.C. // Eur. Polym. J. 2018. V. 104. P. 64.
  24. 24. Gulde M., Rissanou A.N., Harmandaris V., Müller M., Schäfer S., Ropers C. // Nano Lett. 2016. V. 16. № 11. P. 6994.
  25. 25. Dobrovskiy A.Y., Nazarychev V.M., Larin S.V., Lyulin S.V. // J. Chem. Phys. 2024. V. 161. № 11. P. 114901.
  26. 26. Yang J., Kim K., Lee Y., Kim K., Lee W.C., Park J. // FlatChem. 2017. V. 5. P. 50.
  27. 27. Zhao Y., Wu Q., Chen Q., Wang J. // J. Phys. Chem. Lett. 2015. V. 6. № 22. P. 4518.
  28. 28. Kim K., Santos E.J.G., Lee T.H., Nishi Y., Bao Z. // Small. 2015. V. 11. № 17. P. 2037.
  29. 29. Mukhopadhyay T.K., Datta A. // J. Phys. Chem. C. 2017. V. 121. № 18. P. 10210.
  30. 30. Toraman G., Sert E., Galasik H., Toffoli D., Ustunel H., Gurses E. // Comput. Mater. Sci. 2021. V. 191. P. 110320.
  31. 31. Falkovich S.G., Nazarychev V.M., Larin S.V., Kenny J.M., Lyulin S.V. // J. Phys. Chem. C. 2016. V. 120. № 12. P. 6771.
  32. 32. Falkovich S.G., Larin S.V., Lyulin A.V., Yudin V.E., Kenny J.M., Lyulin S.V. // RSC Adv. 2014. V. 4. № 89. P. 48606.
  33. 33. Kudryavtsev V.V., Sukhanova T.E., Didenko A.L., Gubanova G.N., Svetlichnyi V.M., Yudin V.E., Marom G., Ratner S. // J. Appl. Polym. Sci. 2002. V. 83. № 13. P. 2873.
  34. 34. Larin S.V., Falkovich S.G., Nazarychev V.M., Gurtovenko A.A., Lyulin A.V., Lyulin S.V. // RSC Adv. 2014. V. 4. № 2. P. 830.
  35. 35. Lyulin S.V., Larin S.V., Gurtovenko A.A., Nazarychev V.M., Falkovich S.G., Yudin V.E., Svetlichnyi V.M., Gofman I.V., Lyulin A.V. // Soft Matter. 2014. V. 10. № 8. P. 1224.
  36. 36. Oostenbrink C., Villa A., Mark A.E., Van Gunsteren W.F. // J. Comput. Chem. 2004. V. 25. № 13. P. 1656.
  37. 37. Abraham M.J., Murtola T., Schulz R., Páll S., Smith J.C., Hess B., Lindahl E. // SoftwareX. 2015. V. 1. P. 19.
  38. 38. Berendsen H.J.C., Postma J.P.M., Van Gunsteren W.F., Ditnola A., Haak J.R. // J. Chem. Phys. 1984. V. 81. № 8. P. 3684.
  39. 39. Dobrovskiy A.Y., Nazarychev V.M., Volgin I.V., Lyulin S.V. // Membranes. 2022. V. 12. № 9. P. 856.
  40. 40. de Gennes P.G, J. Prost // The Physics of Liquid Crystals. Oxford: Oxford Univ. Press, 1995.
  41. 41. Nazarychev V.M., Vaganov G.V., Larin S.V., Didenko A.L., Elokhovsky V.Y., Svetlichnyi V.M., Yudin V.E., Lyulin S.V. // Polymers. 2022. V. 14. № 15. P. 3154.
QR
Translate

Indexing

Scopus

Scopus

Scopus

Crossref

Scopus

Higher Attestation Commission

At the Ministry of Education and Science of the Russian Federation

Scopus

Scientific Electronic Library