Вышедшие номера
Модификация протонопроводящих перфторированных мембран оксидом графена
Российский научный фонд, 23-23-00129
Кульвелис Ю.В. 1, Лебедев В.Т. 1, Швидченко А.В. 2, Тудупова Б.Б. 1,2, Куулар В.И. 1,2, Евлампиева Н.П. 3, Мариненко Е.А. 4, Одиноков А.С. 5, Примаченко О.Н. 4, Гофман И.В. 4
1Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова, Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт", Гатчина, Ленинградская область, Россия
2Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
3Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия
4Филиал Петербургского института ядерной физики им. Б.П. Константинова НИЦ "Курчатовский институт" --- Институт высокомолекулярных соединений, Санкт-Петербург, Россия
5Российский научный центр "Прикладная химия", Санкт-Петербург, Россия
Email: kulvelis_yv@pnpi.nrcki.ru, lebedev_vt@pnpi.nrcki.ru, avshvid@mail.ioffe.ru, biligma0201@gmail.com, kdm-333@mail.ru, n.yevlampieva@spbu.ru, emarinenkospb@gmail.com, a.odinokov@giph.su, alex-prima@mail.ru, gofman@imc.macro.ru
Поступила в редакцию: 12 октября 2024 г.
В окончательной редакции: 12 октября 2024 г.
Принята к печати: 12 октября 2024 г.
Выставление онлайн: 31 января 2025 г.

На базе перфторированного сополимера типа AquivionoledR получены композитные протонопроводящие мембраны с оксидом графена методом полива смеси компонентов на подложку с последующим испарением растворителя. При долях CGO≥ 0.05 wt.% оксид графена как модификатор в матрице создавал крупномасштабные структуры типа фибрилл (поперечный размер ~ 1 mm) с параллельной укладкой на масштабах ~ 10 mm. В пределах фибрилл данные сканирующей электронной микроскопии показали параллельную упаковку листов оксида графена, чередующихся с полимерными слоями. При CGO = 0.1 и 0.2 wt.% тесты на растяжение образцов вдоль фибрилл демонстрировали повышенные модуль упругости и предел эластичности относительно данных при поперечной деформации. Меньшие доли модификатора (0.02, 0.05 wt.%) вызвали упрочнение, увеличение деформационного ресурса и протонной проводимости (~ 10%, данные при 22, 50oС) преимущественно вдоль фибрилл. Найденная взаимосвязь структуры, механических и проводящих свойств композитов при вариации доли модификатора позволит направленно конструировать мембраны, регулируя их характеристики и степень анизотропии. Ключевые слова: композиты, наноматериалы, слоистые структуры, прочность, протонная проводимость.