Исследование формирования структуры карбиноидных материалов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат физико-математических наук Шахова, Ирина Валерьевна

• Шахова, Ирина Валерьевна
• кандидат физико-математических наук
• 2011

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Шахова, Ирина Валерьевна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

ГЛАВА 1. КАРБИНОИДНЫЕ МАТЕРИАЛЫ.

1.1 Карбин и карбиноидные материалы.

1.2 Структура карбиноидных материалов.

1.3 Гибридные углеродные фазы.

1.3.1 Гибридные углеродные фазы, состоящие из атомов в состояниях sp - sp2 гибридизации.

1.3.2 Sp-sp3 гибридные углеродные фазы.

1.3.3 Гибридные углеродные наноструктуры.

1.4 Способы синтеза карбиноидных материалов.

1.4.1. Химические методы.

1.4.2. Физико-химические методы синтеза карбиноидных материалов.

1.4.3. Физические методы синтеза карбиноидов.

1.5. Поливинилиденфторид-исходный полимер для синтеза карбиноидов

1.5.1. Физико-химические свойства поливинилиденфторида.

1.5.2. Структурные модели поливинилиденфторида.

1.6. Постановка задачи исследования.

ГЛАВА 2. МЕТОДЫ И ОБРАЗЦЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Объекты исследования и методики получения образцов.

2.2. Рентгеноструктурный анализ.

2.2.1. Определение межплоскостных расстояний и средних областей когерентного рассеяния.

2.2.2. Методика разделения асимметричных дифракционных максимумов на компоненты.

2.3. Методы модельных расчетов и структурные модели.

2.3.1. Методы молекулярной механики (ММ+) и полуэмпирические квантово-механические методы (РМЗ, AMI и MNDO).

2.3.2. Структурные модели и измеряемые параметры.

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ КАРБОНИЗАЦИИ ПОЛИВИШШИДЕНФТОРИДНЫХ ПЛЕНОК.

3.1. Экспериментальные исследования поливинилиденфторидных плёнок, подвергнутых рентгеновскому облучению.

3.2. Экспериментальные исследования поливинилиденфторидных плёнок, подвергутых механическому растяжению».

ГЛАВА 4. МОДЕЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ФОРМИРОВАНИЯ КАРБИНОИДОВ ИЗ СБН ПОЛИМЕРОВ.

4.1. Модельные исследования структуры СБН-полимеров.

4.1.1. Расчет геометрически оптимизированной отдельной полимерной цепочки поливинилиденфторида с а-структурой.

4.1.2. Расчет геометрически оптимизированных парных цепочек поливинилиденфторида с а-структурой.

4.1.3. Расчет геометрически оптимизированной структуры жгута из полимерных цепочек поливинилиденфторида с а-структурой.

4.1.4. Расчет геометрически оптимизированной отдельной цепочки поливинилиденфторида с (3-структурой.

4.1.5. Расчет геометрически оптимизированных парных цепочек поливинилиденфторида с |3-структурой.

4.1.6. Расчет геометрически оптимизированных жгутов из полимерных цепочек поливинилиденфторида с р-структурой.

4.1.7. Сравнение геометрических характеристик поливинилиденфторида с а- и |5- структурой.

4.1.8. Расчет геометрически оптимизированных цепочек поливинилиденфторида с у-структурой.

4.2. Формирование карбиноидных и графитоподобных структур при карбонизации СБН-полимеров.

4.3. Моделирование процесса карбонизации СБН полимеров.:.

ГЛАВА 5. МОДЕЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ КАРБИНОИДНЫХ

НАНОСТРУКТУР.

5.1. Моделирование структуры карбиновых цепочек, содержащих яр3и/или яр2- атомы.

5.2. Модельные исследования слоевых структур, состоящих из карбиновых цепочек сшитых яр - и яр~- атомами.

5.3. Моделирование каркасных карбиноидных наноструктур -карбиноидных нанотрубок и карбинофуллеренов.

ГЛАВА 6. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ.

6.1. Формирование структуры карбиноидных материалов при карбонизации СБН полимеров.

6.1.1 Механизмы карбонизации поливинилиденфторида под воздействием рентгеновского облучения.

6.1.2 Трансформация структуры поливинилиденфторида под механическим воздействием

6.2. Механизмы формирования структуры карбиноидных материалов из полимеров.

6.3. Закономерности формирования карбиноидных наноструктур.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование формирования структуры карбиноидных материалов»

Актуальность темы. Атомы углерода в различных соединениях могут находиться в трех основных гибридизированных состояниях — ер3, ер2 и ер, которым соответствуют три аллотропные формы углерода: алмаз, графит и карбин соответственно. Третью аллотропную модификацию углерода -карбин, в чистом виде получить до сих пор не удается. Различные синтезированные к настоящему времени карбиноидные материалы состоят не только из углеродных атомов в эр состоянии, но также содержат некоторое

2 о количество не углеродных примесей, а также эр и эр гибридизированные углеродные атомы, за счет которых осуществляются сшивки линейных карбиновых цепочек. Исследование структуры и механизмов формирования реальных карбиноидных материалов является актуальной фундаментальной задачей физики конденсированного состояния.

Одним из наиболее перспективных способов получения карбиноидных материалов является синтез из полимеров, имеющих углеродный цепочечный каркас, наиболее близкий по структуре к структуре карбиновых цепочек. Такими полимерами могут быть СБН полимеры, из которых наибольший интерес представляет поливинилиденфторид (ПВДФ). Исследование карбонизации ПВДФ и трансформации его структуры важно не только с точки зрения синтеза карбина, но и представляет научный интерес также, потому что этот полимер обладает целым рядом» уникальных свойств и широко используется в промышленности и в аэрокосмической технике.

Получить карбиноидные материалы из полимеров можно, подвергая их карбонизации различными способами — химической или механохимической обработкой, воздействием рентгеновским облучением или пучками ионов.

Наиболее изученным способом карбонизации ПВДФ является химическое дегидрогалогенирование, однако при этом способе синтеза в составе карбиноидных материалов оказывается достаточно большое количество атомов углерода в состояниях эр2 и ер3 гибридизации. Синтезировать 5 карбиноидные материалы со строением, более близким к структуре идеального карбина возможно, если при карбонизации удастся избежать образования, межцепочечных сшивок. Для управления процессом формирования структуры карбиноидного* материала необходимо замедлить скорость удаления не углеродных атомов из полимера при карбонизации. Добиться этого можно при помощи механохимической и радиационной обработки ПВДФ.

Получение карбиноидных материалов с различной структурой возможно из разных полимеров предшественников. Вопрос о том, какие карбиноидные материалы можно получать из различных исходных полимеров остается не достаточно изученным и требует дополнительных исследований.

Еще одна фундаментальная проблема состоит в том, что предложенные к настоящему времени структурные модели не могут достаточно точно описать реальную структуру экспериментально синтезированных карбиноидов. Возможно, это связано с тем, что в карбиноидах имеются не только цепочечные, но и различные каркасные наноструктуры, подобные фуллеренам и нанотрубкам. Вопрос о возможности формирования каркасных углеродных наноструктур, состоящих преимущественно из ер гибридизированных атомов, остается не достаточно изученным и требует тщательных исследований.

Таким образом, исследование процессов формирования структуры карбиноидных материалов является актуальным и представляет интерес как с научной, так и практической точек зрения.

Цель и задачи работы. Основная цель диссертационной работы заключается в модельном и экспериментальном исследовании закономерностей формирования карбиноидных материалов и карбиноидных каркасных наноструктур. В соответствии с поставленной целью решались следующие частные задачи:

1. Экспериментальные исследования формирования карбиноидных структур при механических воздействиях и рентгеновском облучении ПВДФ

2. Моделирование структуры ПВДФ пленок и их карбонизации'

3. Модельное исследование процесса формирования карбиноидных структур из CFH полимеров

4. Исследование каркасных карбиноидных наноструктур — карбинофуллеренов и карбиноидных нанотрубок.

Образцы и методы исследования. В качестве исходных полимерных пленок для экспериментального исследования были выбраны ПВДФ пленки марки KYNAR. Пленки были подвергнуты растяжению в различной степени (относительное удлинение до 4 раз) и рентгеновскому облучению (максимальное время облучения 100 часов).

В качестве методов исследования в работе использовались методы рентгеноструктурного анализа и компьютерного моделирования. Рентгеноструктурные исследования были выполнены на рентгеновском дифрактометре ДРОН-3. Методами рентгеноструктурного анализа были найдены структурные характеристики ПВДФ пленок, подвергнутых радиационному и механическому воздействиям. Расчет геометрически оптимизированной структуры молекул CFH полимеров, ее изменений при карбонизации, а также расчет геометрически оптимизированной структуры карбиноидных слоев, карбинофуллеренов и карбиноидных нанотрубок был выполнен методом молекулярной механики ММ+. Модельные исследования сшивки полимерных цепочек и формирования структуры карбиноидов были выполнены при помощи специально разработанных автором программ. Энергетические характеристики карбиноидных наноструктур вычисляли полуэмпирическими квантово-механическими методами РМЗ, AMI и MNDO.

Научная новизна. В работе получены следующие новые результаты:

1. Установлено, что с увеличением времени рентгеновского облучения или степени растяжения ПВДФ уменьшаются значения межплоскостных 7 расстояний; средних размеров областей когерентного рассеяния и относительные интенсивности дифракционных максимумов; что свидетельствует о транс формации структуры ПВДФ и её разупорядочении;

2. В; результате модельных, исследований? процесса карбонизации; доказано; что; формирование? структуры: идеального карбина должно сопровождаться монотонным уменьшением межцепочечных расстояний* при образовании же графитоподобных структура результате образования сшивок между карбиновыми цепочками- должно? наблюдаться резкое; уменьшение этого параметра.

3; Рассчитана структура СЕН полимеров и её изменение при карбонизации. Установлено, чтошз ряда линейных полимеров (-СН2-СЕ2-)п , (-СЕН-СБН-)П, (-СРН-СНо-),, и (-СЕ2-СЕН-)„ синтез карбиноидов наиболее вероятен из полидифторэтиленового (-СЕН-€ЕН-)„ полимера:

4. Установлено, что синтез карбиноидных материалов со структурой идеального карбина возможен при осуществлении поэтапной управляемой карбонизации, фторопласта-40 и гипотетического полимера -(САХ-СУА-CZY-CXZ)n- (где X, У, Ъ, А - неуглеродные; атомы).

5. Исследована структура карбинофуллеренов и карбиноидных нанотрубок. Установлено, что карбиноидные нанотрубки, в поперечном сечении которых содержится 7 и более карбиновых цепочек, являются более энергетически выгодными по сравнению с карбиноидными слоями. Установлено, что удельные энергии карбинофуллеренов и карбиноидных нанотрубок зависят от соотношения атомов в различных гибридизтированных состояниях и от характерных размеров наноструктур.

Практическая значимость. Установленные в работе закономерности трансформации структуры СЕН полимеров при механических и радиационных воздействиях могут быть использованы для разработки новых технологий синтеза карбиноидных материалов, которые: могут найти широкое: практическое применение в качестве конструкционных материалов.

Исследования карбинофуллеренов и карбиноидных нанотрубок могут быть использованы в разработках технологий их экспериментального синтеза.

Положения, выносимые на защиту:

1. Результаты экспериментального исследования процесса формирования структуры карбиноидов при рентгеновском- облучении и механическом растяжении ПФДФ пленок, установленные зависимости структурных параметров от времени облучения и относительного растяжения.

2. Установленные закономерности формирования карбиноидных и графитоподобных структур в процессе карбонизации ПВДФ и всего ряда СБН полимеров.

3. Результаты моделирования структуры и энергетических характеристик карбинофуллеренов и карбинидных нанотрубок, установленные зависимости энергетических характеристик карбиноидных нанострктур от их структурных параметров.

Апробация результатов работы.

Основные результаты исследований по теме диссертации были представлены на: ХХ1П Всероссийской научной конференции студентовфизиков и молодых учёных (г.Новосибирск, 2006г.), VI региональной школеконференции для студентов, аспирантов и молодых учёных по математике, физике и химии (г.Уфа, 2006г.), XIII Всероссийской научной конференции студентов-физиков и молодых учёных (г.Ростов-на-Дону - Таганрог, 2007 г.),

Всероссийской школе-конференции для студентов, аспирантов и молодых учёных (г.Уфа, 2007г.), XI конференции студентов, аспирантов и молодых ученых по физике полупроводниковых, диэлектрических и магнитных материалов (г.Владивосток, 2007г.), Международной конференции «Фазовые переходы, критические и нелинейные явления в конденсированных средах» г.Махачкала, 2007г.), XXXII Международной зимней школе физиковтеоретиков (г.Екатеринбург, 2008 г.), XIV Всероссийской научной конференции студентов-физиков и молодых учёных (г.Уфа, 2008г.), V 9

Международной научной конференции «Кинетика и механизмы кристаллизации. Кристаллизация для нанотехнологий, техники и медицины» (г.Иваново, 2008г.), VIII Международной конференции (Кисловодск -Ставрополь, 2008г.), XV Всероссийской научной конференции студентов-физиков и молодых учёных (Кемерово-Томск, 2009г.), VIII Региональной школе-конференции для студентов, аспирантов и молодых ученых по математике, физике и химии (г.Уфа 2009г.), Международной научной конференции «Актуальные проблемы физики твёрдого тела» (г.Минск, 2009г.), Всероссийской конференции студентов, аспирантов и молодых учёных по физике (г.Владивосток, 2009г.), XI Всероссийской молодёжной школе-семинаре по проблемам физики конденсированного состояния вещества (г. Екатеринбург, 2010г.)

Публикации. По теме диссертации опубликованы 20 работ, из них 4 статьи в журналах, рекомендованных ВАК для опубликования результатов диссертационных работ, 3 статьи в других журналах и сборниках трудов научных конференций, а также 13 тезисов докладов научных конференций. Список работ, опубликованных по теме диссертации, приводится в конце автореферата.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из общей характеристики работы, 5 глав и основных результатов и выводов. Диссертационная работа изложена на 148 страницах, включает 23 таблицы, 74 рисунков и список литературы из 101 наименования.

Заключение диссертации по теме «Физика конденсированного состояния», Шахова, Ирина Валерьевна

6.4. Основные результаты и выводы

1. Проведены экспериментальные исследования трансформации структуры ПВДФ плёнок при механических деформациях (продольном и поперечном растяжении) и воздействии рентгеновского излучения (облучение образцов в течение 8, 13, 24, 36, 40, 62, 100 часов). Установлено, что с увеличением степени растяжения образца уменьшаются значения межплоскостных расстояний, средних размеров областей когерентного рассеяния и относительной интенсивности дифракционных максимумов, что свидетельствует о трансформации структуры ПВДФ и её разупорядочении. С увеличением времени облучения плёнок происходит их радиационная

131 карбонизация. Структурные характеристики образцов, подвергнутых облучению, скачкообразно уменьшаются при облучении образца более 62 часов, что свидетельствует о разупорядочении структуры плёнок.

2. Выполнено моделирование структуры отдельных цепочек, пар и жгутов а-, Р~ и у-модификаций ПВДФ. Установлено, что отдельные цепочки с а -структурой неустойчивы - наблюдается волнообразная деформация углеродного каркаса и нарушение чередования ориентации молекул водорода и фтора на углеродном каркасе. Для пар полимерных молекул с а-структурой установлена возможность устойчивого существования двух структурных разновидностей, отличающихся относительной ориентации атомов фтора и водорода у соседних молекул. Для отдельных цепочек р с -структурой установлено, что с увеличением длины цепочки радиус кривизны увеличивается, и в конце концов цепочка образует кольцо. Однако, есдр! -цепочек две, то их взаимодействие может компенсировать изгибы. Отдельные полимерные молекулы -структуры не устойчивы, а следовательно невозможно устойчивое существование и объёмных структур из у -цепочек. Таким образом, установлено, что устойчиво могут существовать ПВДФ жгуты с а- и Р-. Установлено, что межцепочечные расстояния в жгутах с а-структуры больше таковых в жгутах с р-структурой, поэтому экспериментально наблюдаемое уменьшение межцепочечных расстояний при механическом растяжении может быть вызвано трансформацией структуры цепочек из а в р.

3. В результате моделирования процессов карбонизации поливинилиденфторида, полидифторэтилена, поливинилфторида и политрифторэтилена с а- и у?- структурой молекул, установлено, что синтез карбиноидных структур наиболее вероятен из полидифторэтиленовых плёнок, т.к. для остальных СБН полимеров после удаления атомов водорода из структуры оборванные связи не имеют возможности замкнуться внутри цепочек, поэтому соседние цепочки должны стремиться к сшивке друг с другом, и будут формировать графитоподобные структуры.

132

4. Проведен сравнительный модельный анализ трансформации структуры СРН полимеров по двум возможным механизмам: во-первых, когда происходит формирование карбиновых цепей и, во-вторых, когда цепочки сшиваются в графитовые плоскости. В результате установлено, что при карбонизации по первому механизму изменения межцепочечных расстояний с увеличением времени-облучения образцов должны происходить монотонно, если карбонизация идет по второму механизму должно происходить скачкообразное уменьшение межцепочечных расстояний. Экспериментально наблюдаемое изменение межцепочечных расстояний при радиационной карбонизации ПВДФ наилучшим образом соответствует второму механизму.

5. Анализ возможности формирования карбина из шести типов СБН- полимеров показал, что из них невозможно получить структуру идеального карбина, т.к. всегда присутствует доля атомов углерода, сшитых с атомами соседней полимерной молекулы. Установлено, что синтез карбиноидных материалов со структурой идеального карбина возможен при осуществлении поэтапной управляемой карбонизации фторопласта-40 и гипотетического полимера -(CAX-CYA-CZY-CXZ)n- (где X, У, Z, А -неуглеродные атомы).

6. В результате моделирования карбиноидных наноструктур установлена возможность существования слоевых и каркасных наноструктур, состоящих преимущественно из эр гибридизированных атомов. Установлено, что КНТ могут состоять из полииновых и/или поликумуленовых цепочек, соединенных между собой Бр гибридизированными атомами, образующими фрагменты обычных углеродных нанотрубок различной хиральности, которые могут быть как однослойными, так и многослойными. Кроме того, возможно существование карбинофуллереновых кластеров, состоящих из эр+Бр2, Бр+эр3 и Бр+вр^р3 атомов. Анализ зависимости удельных энергий связей карбиноидных наноструктур от структурных параметров, показал, что для

133 карбинофуллеренов с уменьшением радиуса фуллерена и увеличением доли

•у ер атомов удельная энергия связи уменьшается, т.е. наиболее устойчивыми карбинофуллеренами будут те, которые содержат максимальное количество ер2 гибридизированных атомов, со структурой наиболее близкой к обычным фуллеренам. Для КНТ установлено, что с увеличением радиуса и уменьшение доли ер2 атомов значения удельной энергии, приходящиеся на один атом, уменьшаются, такие КНТ должны устойчиво существовать и могут быть экспериментально синтезированы.

СПИКОК ПУБЛИКАЦИЙ АВТОРА ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи в лсурналах, рекомендованных ВАК для публикации результатов диссертации:

AI. Шахова, И.В. Моделирование процесса карбонизации CFH-полимеров / И.В. Шахова, Е.А. Беленков // Вестник ЧелГУ. Серия «Физика». - 2009. — Вып. 5, № 24 (162). - С. 5-12.

А2. Шахова, И.В. Модельное исследование структуры карбиноидных материалов / И.В. Шахова, Е.А. Беленков // Вестник ЧелГУ. Серия «Физика». - 2010. - Вып.7, №12(193). - С. 33-40.

A3. Соколова, М.Н. Влияние одноосного растяжения поливинилиденфторида на молекулярный состав продуктов его химического дегидрофторирования / М.Н. Соколова, A.A. Волегов, Л.А. Песин, И.Г. Маргамов, С.Е. Евсюков, О.В. Корякова, В.А. Кочедыков, Е.А. Беленков, И.В. Шахова // Вестник ЮУрГУ. Серия «Математика, физика, химия». -2008. - Вып. 10, №7 (107). - С. 99-104.

A4. Семочкин, П.С. Влияние одноосного растяжения на фазовые превращения плёнок из поливинилиденфторида / П.С. Семочкин, В.П. Андрейчук, Л.А. Песин, С.Е. Евсюков, О.В. Корякова, Е.А. Беленков, И.В. Шахова // Вестник ЮУрГУ. Серия «Математика, физика, химия». - Вып. 12, №10 (143). - 2009. - С. 80-84.

Другие статьи и тезисы докладов по материалам диссертации: А5. Беленков, Е.А. Структура карбиноидных нанотрубок / Е.А. Беленков, И.В. Шахова // Наносистемы: физика, химия, математика. — 2010. — Т. 1. — № 1.-С. 54-62.

А6. Шахова, И.В. Исследование механизмов образования карбина при карбонизации CFH полимеров / И.В. Шахова, Е.А. Беленков // Сборник трудов: XI конференция студентов, аспирантов и молодых ученых по физике полупроводниковых, диэлектрических и магнитных материалов.

Владивосток: ДВО РАН. - 2007. - С. 274-280.

135

А7. Шахова, И.В. Моделирование фазовых превращений в CFH полимерных плёнках при радиационной карбонизации / И.В. Шахова, Е.А. Беленков // Сборник трудов международной конференции «Фазовые переходы, критические и нелинейные явления в конденсированных средах». Махачкала: ДНЦ РАН. - 2007. - С. 516-520:

А8. Шахова, И.В. Структура CFH плёнок / И.В. Шахова, В.В. Мавринский // Сборник тезисов: XXIII Всероссийская Научная Конференция Студентов-Физиков и Молодых учёных. Новосибирск: АСФ России. — 2006. — С. 191— 192.

А9. Шахова, И.В. Исследование структуры полимерных плёнок, из которых возможен синтез карбина / И.В. Шахова // Тезисы докладов: VI региональная школа-конференция для студентов, аспирантов и молодых учёных по математике, физике и химии. Уфа. - 2006: РИО БашГУ. - С. 107. А10. Шахова, И.В. Моделирование карбонизации полимерных пленок / И.В. Шахова // Сборник тезисов: XIII Всероссийская Научная Конференция Студентов-Физиков и Молодых учёных. Ростов-на-Дону - Таганрог: АСФ России. - 2007. - С. 172-173.

All. Шахова, И.В. Исследование карбонизации CFH полимерных плёнок / И.В. Шахова, З.А. Рец // Тезисы докладов: Всероссийская школа-конференция для студентов, аспирантов и молодых учёных. Уфа: : РИЦ БашГУ.-2007.-С. 27.

А12. Шахова, И.В. Моделирование карбонизации полимерных плёнок / И.В. Шахова, Е.А. Беленков // Сборник тезисов докладов: XXXII Международная зимняя школа физиков-теоретиков. Екатеринбург: ИФМ УрО РАН. — 2008. — С. 120.

А13. Шахова, И.В. Трансформация структуры поливинилиденфторида под воздействием рентгеновских лучей / И.В. Шахова, З.А. Рец. // Сборник тезисов: XIV Всероссийская Научная Конференция Студентов-Физиков и Молодых учёных. Уфа: АСФ России. - 2008. - С. 167-168.

А14. Шахова, И.В. Трансформация структуры поливинилиденфторидных плёнок при механическом воздействии / И.В. Шахова, П.С. Семочкин, JI.A. Песин, Е.А. Беленков // Сборник тезисов: V Международная научная конференция «Кинетика и механизмы кристаллизации. Кристаллизация для нанотехнологий; техники и медицины». Иваново: ИХР РАН. — 2008. - С. 71. А15. Некраш, Е.В. Исследование наноструктурированных углеродных материалов методами рентгеноструктурного анализа / Е.В. Некраш, И.В. Шахова, Э.Н. Агалямова, П.С. Семочкин, JI.A. Песин, Е.А. Беленков // Сборник трудов: VIII Международная конференция. Кисловодск — Ставрополь: СевКавГТУ. - 2008. - С. 458.

А16. Шахова, И.В. Экспериментальные и модельные исследования структуры полипропиленовых плёнок / И.В. Шахова // Сборник тезисов: XV Всероссийская Научная Конференция Студентов-Физиков и Молодых учёных. Кемерово - Томск: АСФ России. - 2009. - С. 183-184. А17. Шахова, И.В. Моделирование карбонизации CFH-полимеров / И.В. Шахова // Сборник тезисов: XIV Всероссийская Научная Конференция Студентов-Физиков и Молодых учёных. Уфа: РИЦ БашГУ. - 2009. - С. 149. Al8. Шахова, И.В. Синтез карбина из полимерных материалов / И.В. Шахова, Е.А. Беленков // Сборник докладов: Международная научная конференция «Актуальные проблемы физики твёрдого тела». Минск: ЧПТУП «ВЮА». - 2009. - Т. 3. - С. 138-140.

Al9. Шахова, И.В. Моделирование процесса карбонизации CFH-полимерных молекул / И.В. Шахова // Всероссийская конференции студентов, аспирантов и молодых учёных по физике. Владивосток: ДВО РАН.-2009.-С. 65-66.

А20. Шахова, И.В. Моделирование структуры карбиновых нанотрубок и карбинофуллеренов / И.В. Шахова // XI Всероссийская молодёжная школа-семинар по проблемам физики конденсированного состояния вещества. Екатеринбург: ИФМ УрО РАН. - 2010. - С. 233.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Шахова, Ирина Валерьевна, 2011 год

1. Heimann, R.B. Carbon allotropes: a suggested classification scheme based on valence orbital hybridization / R.B. Heimann, S.E. Evsyukov, Y. Koga // Carbon. -1997.-P. 1654-1658.

2. Kudryavtsev, Yu.P. The discovery of carbyne / Yu. P. Kudryavtsev // Physics and Chemistry of Materials with Low-Dimensional Structures. Y.21. - 1998. -P.1-6.

3. Baeyer, A. Uber Polyacetylenverbindungen / A. Baeyer // Berichte der Deutschen chemischen Gesellschaft. 1885. - V.18 -P. 674-681. (gallica.bnf.fr/Catalogue/noticesIndyFRBNF32711339.htm)

4. Baeyer, A. Uber Polyacetylenverbindungen / A. Baeyer // Berichte der Deutschen chemischen Gesellschaft. 1885. - V.18. - P. 2269-2281. (gallica.bnf.fr/Catalogue/noticesInd/FRBNF32711339.htm)

5. Kudryavtsev, Yu.P. The discovery of carbine / Yu. P. Kudryavtsev // Physics and Chemistry of Materials with Low-Dimensional Structures. — V.21. — 1998. -P.l-6.

6. Sladkov, A.M. Inventor's Certification. / A.M. Sladkov V.l. Kasatochkin, V.V. Korshak, Y.P. Kudryavtsev // №107 (December 1971). Priority date 4 November 1960.

7. Касаточкин, В.И. О цепном полимере углерода — карбине / В.И. Касаточкин, A.M. Сладков, Ю.П. Кудрявцев, В.В. Коршак // Структурная химия углерода и углей. 1969. М.: Металлургия. - С. 17-21.

8. Goresy, El. A new form of carbon from the Reis Crater / El. Goresy, G.T.A. Donnay // Science. 1968. - V.161. - P.363-364.

9. Whittaker, A.G. Carbon: Occurrence of carbyne forms of carbon in natural graphite / A.G.Whittaker// Carbon. -1979. -V. 17. P. 21-24.

10. Федоров, В.Б. Углерод и его взаимодействие с металлами / В.Б. Федоров М.Х. Шоршоров, Д.К.Хакимова//М.: Металлургия. 1978. - 208 с.

11. Фиалков, А.С. Углеграфитовые материалы / А.С. Фиалков // М.: Энергия. -1979.- 319 с.

12. Шулепов, С.В. Физика углеграфитовых материалов. / С.В. Шулепов // М.: Металлургия. 1990,- 336 с:

13. Уббелоде, А.Р. Графит и его кристаллические состояния / А.Р. Уббелоде, Ф.А.Льюис // М.: Мир. 1965. - 281 с.

14. Шипков, Н.Н. Рекристаллизованный графит / Н.Н. Шипков, В.И. Костиков, Е.И. Непрошин, А.В. Демин // М.: Металлургия. 1979. - 184 с.

15. Островский, B.C. Искусственный графит/ B.C. Островский, Ю.С. Виргильев, В.И. Костиков, Н.Н. Шипков //М.: Металлургия. 1986. -272 с.

16. Heimann, R.B. Resistive heating and laser irradiation / R.B. Heimann // Physics and Chemistry of Materials with Low-Dimensional Structures. V.21. -1998.-P. 139-148.

17. Новиков, Н.Д. Состояние исследований и перспективы использования пленок ЛСУ в наноэлектронике / Н.Д. Новиков, В.Д. Кочаков, Г.Г. Телегин, М.Б. Гусева. // Нанотехника. 2006. - №2.

18. Касаточкин, В.И. Исследование карбина, образованного из углеродного пара / В.И. Касаточкин, В.В. Савранский, В.Н.Смирнов, В.М Мельниченко // Доклады АН СССР. 1974. - Т. 217(4). - С. 796-799.

19. Heimann, R.B. A unified structural approach to linear carbon polytypes / R.B. Heimann, J. Kleiman, N.M. Salansky // Nature. Vol. 306(5938). - 1983. - P. 164-167.

20. Коршак, В.В. Полимеры с кумулированными двойными связями в цепи / A.M. Сладков, В.П. Непочатых, Б.В. Локшин // Высокомолекулярные соединения. — 1968.—Т. 10.— С. 1312.

21. Беленков, Е.А. Трехмерная структура углеродных фаз, состоящих из sp-sp2 гибридизированных атомов / Е.А. Беленков, В.В. Мавринский // Известия Челябинского научного центра. — 2006. №2(32). — С.13-18.

22. Булычев, Б.М. / Линейный углерод (карбин): подходы к синтезу,идентификации структуры и интеркалированию / Б.М. Булычев, И.А. Удод // Рос. хим. ж. 1995. - Т. 39. - №2. - С. 9-18.

23. Kavan, L. Other natural carbynoid structures / L. Kavan, R.B. Heinmann // Physics and Chemistry of Materials with Low-Dimensional Structures. V.21. -1998.-P. 31-38.

24. Gilkes, K.W.R. Carbon how many allotropes associated with meteorites and impact phenomena? / K.W.R. Gilkes, C.T. Pillinger // Physics and Chemistry of Materials with Low-Dimensional Structures. - V.21. - 1998. - P. 17-30.

25. Федоров, В.Б. Углерод и его взаимодействие с металлами / В.Б. Федоров, М.Х. Шоршоров, Д.К. Хакимова // М.: Металлургия. 1978. - 208 с.

26. Kavan, L. Raman and infrared spectroscopy / L. Kavan, J. Kastner // Physics and Chemistry of Materials with Low-Dimensional Structures. V.21. — 1998. — P. 343-356.

27. Кудрявцев, Ю.П. Карбин третья аллотропная форма углерода / Ю.П. Кудрявцев, С.Е Евсюков., М.В. Гусева и др. // Изв. АН (Россия), сер. хим. — Т.3.-1993.-С. 450-463.

28. Fitzgerald, A.G. Electron diffraction and microscopy / A.G. Fitzgerald // Physics and Chemistry of Materials with Low-Dimensional Structures. — V.21. — 1998.-P. 295-308.

29. Tanuma, S. Condensation of carbon vapor obtained by electrical arc discharge / S. Tanuma // Physics and Chemistry of Materials with Low-Dimensional Structures.-V.21. 1998.-P. 149-158.

30. Babaev, V.G. Ion-assisted condensation of carbon / V.G. Babaev, M.B. Guseva // Physics and Chemistry of Materials with Low-Dimensional Structures. V.21.-1998.-P. 159-172.

31. Фиалков, А.С. Углерод, межслоевые соединения и композиты на его основе / А.С Фиалков. // М.: Аспект Пресс. 1997. - 718 с.

32. Udod, I.A. Carbyne intercalation compounds / I.A. Udod // Physics and Chemistry of Materials with Low-Dimensional Structures. V.21. - 1998. - P. 269-294.

33. Evsyukov, S.E. Chemical properties / S.E. Evsyukov // Physics and Chemistry of Materials with Low-Dimensional Structures. V.21. - 1998. - P. 309-316.

34. Lebedev, B.V. Thermophysical properties / B.V. Lebedev // Physics and Chemistry of Materials with Low-Dimensional Structures. — V.21. -1998. — P. 317-332.

35. Baitinger, E.M. Electrical and optical properties / E.M. Baitinger // Physics and Chemistry of Materials with Low-Dimensional Structures. V.21. -1998. — P. 333-342.

36. Pesin, L.A. Electron spectroscopy / L.A. Pesin // Physics and Chemistry of Materials with Low-Dimensional Structures. V.21. - 1998. - P. 371-394.

37. Heimann, R.B. Kinked chains and layered structure / R.B. Heimann // Physics and Chemistry of Materials with Low-Dimensional Structures. V.21. - 1998. -P. 235-268.

38. Belenkov, Е.А. Classification of carbon structures / E.A. Belenkov // Hydrogen Material Science & Chemistry of Carbon Nanomaterials. — 2003. — Sudak, Crimea. Ukraine. P. 731- 735.

39. Bayghman, R.H., Structure property predictions for new planar forms of carbon: layered phases containing sp" and sp' atoms / R.H. Bayghman, H. Eckhardt, M. Kertesz // J. Chem. Phys. -1987. - V. 87. - P. 6687-6699.

40. Coluci, V.R. Families of carbon nanotubes: Graphyne-based nanotubes / V.R. Coluci, S.F. Braga, S.B. Legoas, D.S. Galvao, R.H. Baughman // Phys. Rev. B. -2003.-V.68.-P. 035430.

41. Narita, N., Optimized qeometries and electronic structures of graphyne and its family / N. Narita,1 S. Nagai, S. Suzuki, K. Nakao // Phys. Rev. B. 1998. - V.58. -P.11009-11014.

42. Нагорный, В.Г. Расчет энергии межслоевого взаимодействия углерода методом атом—атомного потенциала / В.Г. Нагорный // Конструкционные углеродные материалы. — М.: Металлургия. — 1985. — С. 68-71.

43. Tanaka, К. Interlayer interaction of two graphene sheets as a model of double-layer carbon nanotubes / K. Tanaka, H. Aoki, H. Ago, T. Yamabe, K. Okahara

44. Carbon.-1997.-V. 35.- № l.-P. 121-125.

45. Lachter, J. Interstitial in graphite and disorder carbons / J. Lachter, R.H. Bragg //Phys. Rev. B. 1986. -V. 33. - № 12. - P. 8903-8905.

46. Maire, J. Graphitization of soft carbon / J.Maire, J. Mering // Chemistry and physics of carbon. New York: Dekker. 1970. - V. 6. - P. 125-190.

47. Narita, N. Electronic structure of threedimensional graphyne / N.Narita, S. Nagai, S. Suzuki, K. Nakao // Phys. Rev. B. 2000. - V.62. - P. 11146-11151.

48. Kudryavsev, Yu.P. Oriented carbyne layers / Yu. P. Kudryavsev, S.E. Evsyukov, V.G. Babaev, M.B. Guseva, V.V. Khvostov, L.M. Krechko // Carbon. -1992.-V. 30.-P. 213-221.

49. Хайманн, Р.Б. Аллотропия углерода / Р.Б. Хайманн, С.Е. Евсюков // Природа. №8. -2003. - С. 66-72.

50. Baughman, R.H., Hinged and chiral polydiacetelen crystals / R.H. Baughman D.S. Galvao, C. Cui., S.O. Donats // Chem. Phys. Let. 1997. - V. 269. - P. 356364.

51. Мельниченко, B.M. Слоистая структура алмаза / B.M. Мельниченко, Ю.Н. Никулин, А.М. Сладков // Природа. 1984. - №7. - С.22-30.

52. Yildirim, Т. First-principles investigation of structural and electronic properties of solid cubane and its doped derivatives / T. Yildirim, S. Ciraci, Сё. Kilice, A. Buldum // Phys. Rev. B. 2000. - V.62. -№.11.- pp.7625-7633.

53. Беленков, E.A. Формирование структуры карбиноалмазных фаз / Е.А. Беленков, В.В. Мавринский, В.А. Грешняков // Фазовые переходы, критические и нелинейные явления в конденсированных средах. Махачкала. 2007. - С. 501-504.о

54. Беленков, Е.А. Структура sp+sp гибридных углеродных фаз / Е.А. Беленков, В.А. Грешняков, В.В. Мавринский // Вестниу ЧелГУ. №25(163) -2009. - С. 22-33

55. Coluci, V.R. Families of Carbon Nanotubes: Graphyne-Based Nanotubes / V.R. Coluci, S.F. Braga, S.B. Legoas et al. // Phys. Rev. B. 2003. с V. 68. -№ 3. -Art. 035430(1-6).

56. Haley, M.M. Carbon Networks Based on Dehydrobenzoannulenes: Preparation of Substructures of Graphdiyne / M.M. Haley, S.D. Brand, J. Pak // Angew. Chem. Int. -1997. -V.36. P.836-838.

57. Baughman, R.H. Structure-property Predictions for New Planar Forms of Carbon: Layer Phases Containing sp2 and sp Atoms / R.H. Baughman, H. Eckhard, M. Kertesz // J. Chem. Phys. 1987. -V. 87. - P. 6687-6699.

58. Zhou, Y . / Y. Zhou , S. Feng // Solid State Commun. 2002. - V. 122. - P. 307.

59. Coluci, V.R. New families of carbon nanotubes based on graphyne motifs / V.R. Coluci, S.F. Braga, S.B. Legoas, D.S. Galvao, R.H. Baughman // Nanotechnology. 2004. - V. 15. - P. 142-149.

60. Беленков Е.А. Анализ возможной структуры новых каркасных форм углерода. Часть 1. Структура графанофуллеренов. Известия Челябинского Научного Центра, 2002, №1, 12-16.

61. Беленков, Е.А. Анализ возможной структуры новых каркасных формуглерода. Часть 2. Структура графановых нанотрубок / Е.А. Беленков //

62. Известия Челябинского Научного Центра. — 2002. — №1. — С. 17-21143

63. Belenkov, E.A. Graphynefullerene and graphyne nanotubes new structural versions of carbon / E.A. Belenkov // News United Phys. SoT. Russian Federation. -2002. — №1.

64. Enyashin; A.N. Structural and electronic properties of new a-graphyne-based carbon fullerenes / A.N. Enyashin, A.A. Sofronov, Yu.N. Makurin, A.L. Ivanovskii // J. Mol. Struct (Theochem). 2004: - V. 684. - P. 29-33.

65. Беленков, E.A. Наноалмазы и родственные углеродные наноматериалы /

66. E.A. Беленков, В.В. Ивановская, A.JI. Ивановский // Екатеринбург: УрО РАН. -2008.-169 с.

67. Heimann, R.B. Carbyne and carbynoid structures / R.B. Heimann, S.E. Evsyukov, L. Kavan // Physics and Chemistry of Materials with Low-Dimensional Structures. V.21. 1998. - P. XIII-XVII.

68. Kijma, M. Synthesis of conjugated polymer with carbynoid structure by dehydrochlorination of chlorinated polyacetylene film / M. Kijma, S. Mukai, K. Ohmura, H. Shirakawa, M. Kyotani // Synt. Met. 1999. - V. 101. - P. 59-60.

69. Evsyukov, S.E. / S.E. Evsyukov, B. Thomas, R.B. Heimann // Mater. Chem. Phys. 2000. V.66. - P. 34.

70. Сладков, A.M. Алмаз, графит, карбин аллотропные формы углерода / А.М. Сладков, Ю.П. Кудрявцев // Природа. - 1969. -№5. - С.37-44.

71. Kavan, L. Carbonization of highly oriented poly(tetrafluoroethylene) / L. Kavan, F.P. Dousek, P. Janda, J. Weber // Chemical Materials. Vol. 11.- 1999. -P. 329-335.

72. Kavan, L. Carbynoid species in electrochemical polymeric carbon / L. Kavan,

73. F.P. Dousek // Synthetic Metals. Vol. 58. - 1993. - P. 63-72.

74. Kavan, L. Electrochemical Carbon / L. Kavan // Chemical Review. — Vol. 97. — 1997.-P. 3061-3082.

75. Kavan, L. Electrochemical preparation of hydrogen free carbyne-like materials / L. Kavan // Carbon. Vol. 36(5-6). - 1998. - P. 801-808.

76. Kavan, L. Electrochemical Synthesis, of Carbyne-like Materials and Other Nanocarbons / L. Kavan // in (F. Cataldo, Ed.) Polyynes Synthesis, Properties and Applications, Taylor & Francis, Boca,Raton. — 2006. P. 53-77.

77. Cataldo, F. Synthesis of polyynes in a submerged electric arc in organic solvents/ F. Cataldo // Carbon. Vol. 42. - 2004. - P: 129-142.

78. Semenov, A.P. Carbyne crystallization-by impulse electron beam in-to carbon thin films grown by ion beam sputtering / A.P. Semenov, N.N. Smirnyagina // Chemical Vapor Deposition. Vol. 6(1). - 1997. - P. 24-29.

79. Yamada, K. A carbyne without vacancy sublattic / K.Yamada, Y. e Tanabe // Carbon. Vol. 39. - 2001. - P.1677-1679.

80. Kimura, Yu. Growth process of carbyne crystals by synchrotron irradiation / Ch. Kaito, K. Hanamoto, M. Sasaki, S. Kimura, T. Nakada, Y. Saito, Y. Nakayama // Carbon. Vol. 40. - 2002. - P. 1043-1050.

81. Коршак, B.B. Дегидрофторирование поливинилиденфторида в присутствии тетрагидрофурана / В.В. Коршак, Ю.П. Кудрявцев, Ю.В. Коршак, С.Е. Евсюков, Г.Д. Литовченко // ДАН СССР. Т 294. - 1987. - С. 127-130.

82. Евсюков, С.Е. Синтез карбина на основе поливинилиденгалогенидов / С.Е. Евсюков, Ю.П. Кудрявцев, Ю.В. Коршак, В.В. Хвостов; В.Г. Бабаев,

83. М.Б. Гусева, В.В. Коршак // Высокомолекулярные соединения, Серия А. — Т 31.-1989. С. 27-33.

84. Holmes-Siedle, A.G. PVdF: An electronically-active polymer for industry / A.G. Holmes-Siedle, Wilson P.D. // Materials & Design. Vol. 4(6). - 1984. - P. 910-918.

85. Kawai, H. The Piezoelectricity of Poly(vinylidene Fluoride) /Н. Kawai // Japan Journal of Applied Physics. Vol. 8. - 1969. - P. 975-976.

86. Сапожникова, T.C. Ab Initio моделирование электронной структуры поливинилиденфторида по мере карбонизации / Т.С. Сапожникова, A.A. Мирзоев // Физика твёрдого тела. 2008. - Т.50. - Вып.6. - С. 1143-1145.

87. Tamura, М. Electroacoustic Transducers with Piezoelectric High Polymer Films / M. Tamura , T. Yamguchi, T. Oyaba, T. Yoshimi // Journal of Audio English Society. Vol. 23(1). - 1975. - P. 21-26.

88. Harsanji, G. Polymer films in Sensor Applications / G. Harsanji // Technomic Publishing Co. Lancaster. PA. - 1995.

89. Auciello, Q. The Physics of Ferroelectric Memories / Q.Auciello, J.F. Scott, R. Ramesh // Physics Today. Vol. 22. - 1998.

90. Bormashenko, E. Polyvinylidene fluoride — piezoelectric polymer forintegrated infrared optics applications / E. Bormashenko, R. Pogreb, Y. Socol,

91. M.H. Itzhaq, V. Streltsov, S. Sutovski, A. Sheshnev, Y. Bormashenko // Optical

92. Materials. Vol. 27(3). - 2004. - P. 429-434.146

93. Kim, J.R. Electrospun PVdF-based fibrous polymer electrolytes for lithium ion polymer batteries / J.R. Kim, S.W.Choia, S.M. Jo, W.S. Lee, B.C. Kim // Electrochimica Acta (Polymer Batteries and Fuel Cells). Vol. 50(1). - 2004. P. 69-75.

94. Flösch, D. Surface analysis of poly(vinylidene difhioride) membranes / D. Flösch, H.D. Lehmann, R. Reichl, O. blacker, W.Göpel // Journal of Membrane Science. Vol. 70(1). - 1992. - P. 53-63.

95. Cai, N. Dielectric, ferroelectric, magnetic, and magnetoelectric properties of multifarious laminated composites / N. Cai, J. Zhai, C.W. Nan, Y. Lin, Z. Shi // Physical Review В 68. 2003. - P. 224103-1-224103-7.

96. Klee, D. Surface modification of poly(vinylidenefluoride) to improve the osteoblast adhesion / D. Klee, Z. Ademovic, A. Bosserhoff, H. Hoecker, G. Maziolis, H.J. Erli // Biomaterials. Vol. 24(21). - 2003. - P. 3663-3670.

97. Alvial, G. Blends of poly(2,5-dimethoxy aniline) and fluoropolymers as protective coatings / G. Alvial, T. Matencio, B. Ruegger, A. Neves, G.G. Silva // Electrochimica Acta. Vol. 49(21). - 2004. - P. 3507-3516.

98. Уманский, Я.С. Кристаллография, рентгенография и электронная микроскопия / Я.С. Уманский, Ю.А. Скаков, А.Н. Иванов, JI.H. Расторгуев. -М.Ж Металлургия. 1982. - 632 с.

99. Беленков, Е.А. Особенность перехода содержащего серу углерода в графит / Е.А. Беленков, В.А. Тюменцев, А.А. Фотиев // Неорганические материалы. 1995. -Т.31 - №5.-0.651-654.

100. Tyumentsev, V.A. The effect of sulfur and other impurities on carbon-graphite transition / V.A. Tyumentsev, E.A. Belenkov, G.P. Shveikin, S.A. Podkopaev // Carbon. 1998. - Vol.36. - №7-8. - P. 845-853.

101. Luo, W. First principles study of the structure and stability of carbines /W. Luo , W. Windl // Carbon. 200. - Vol. 47. - P. 367-383.

102. Atkins, P.W. Molecular Quantum Mechanics / P.W. Atkins // Oxford University Press.: Oxford. 1990.-471 p.