Научная статья на тему 'Влияние наночастиц серебра на свойства трёхкомпонентной жидкокристаллической системы «Лаурат калия – 1-деканол – вода»'

Влияние наночастиц серебра на свойства трёхкомпонентной жидкокристаллической системы «Лаурат калия – 1-деканол – вода» Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

CC BY
124
35
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Аннотация научной статьи по нанотехнологиям, автор научной работы — Захарова А. В., Сизова И. А., Матвеева А. Г., Юртов Е. В.

Проведены исследования влияния наночастиц серебра на вязкость лиотропных жидких кристаллов в системе «лаурат калия – 1-деканол – вода». Наличие наночастиц серебра в жидкокристалличеких системах приводит к увеличению вязкости по сравнению с системами аналогичного состава, но не содержащими наночастиц.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

He effect of silver nanoparticles on the lyotropic liquid crystals viscosity in the “potassium laurate 1-decanol – water” system was investigated. The presence of silver nanoparticles in liquid crystal systems leads to an increase in viscosity in comparison with systems of similar com 17 position but containing no nanoparticles.

Текст научной работы на тему «Влияние наночастиц серебра на свойства трёхкомпонентной жидкокристаллической системы «Лаурат калия – 1-деканол – вода»»

ется ~ 10 нм. Микрофотография наночастиц, синтезированных при концентрации Tween 80 2 мМ, представлена на рис. 2, а.

Частицы CdS, синтезированные в композиции Tween 80 и ГМТА, показаны на рис. 2, б. В данном случае при синтезе образуются наночастицы CdS пирамидальной формы с размером ребра -300 нм.

Частицы CdS, образовавшиеся при добавлении в реакционную среду Tween 80 и СТАВ, изображены на рис. 2, в. При синтезе в этих условиях образуются частицы размером ~ 100 нм по форме, близкой к сферической. Такие частицы объединяются в небольшие кластеры, состоящие из 2-5 частиц.

При синтезе частиц CdS в присутствии Tween 80 и АОТ образуются разветвленные структуры, напоминающие дендриты (рис. 2, г). Их размер составляет около 450 нм.

Стоит отметить, что во всех системах присутствуют мелкие сферические НЧ размером 15-30 нм, их количество не превышает 30 об.%.

Полученные результаты показывают, что при добавлении в реакционную среду катионогенных ПАВ размер синтезируемых наночастиц резко возрастает. В присутствии неионогенного и анионогенного ПАВ образуются мелкие наночастицы, но они объединяются в разветвленные структуры.

Таким образом, на морфологию синтезируемых наночастиц влияет не только концентрация ПАВ, но и его тип, заряд полярной части молекулы. По-видимому, такой эффект связан с различной адсорбцией ПАВ на гранях растущих кристаллов, что приводит к образованию частиц различной формы.

Библиографические ссылки

1. Trindade, Т. Nanocrystalline Semiconductors: Synthesis, Properties, and Per-spectives/T. Trindade, P. O'Brien, N. L. Pickett.//Chem. Mater., 2001.Vol. 13. No. 11. P. 3847.

2. Talapin, D.V. Prospects of Colloidal Nanocrystals for Electronic and Optoelectronic Applications/D.V. Talapin, Jong-Soo Lee, M.V. Kovalenko, E.V. Shevchenko.//Chem. Rev., 2010. Vol. 110. P. 389.

УДК 544.018.4:661.741:544.022.56

A.B. Захарова, И.А. Сизова, А.Г. Матвеева, Е.В. Юртов.

Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия

ВЛИЯНИЕ НАНОЧАСТИЦ СЕРЕБРА НА СВОЙСТВА ТРЁХКОМИОНЕНТНОЙ ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ «ЛАУРАТ КАЛИЯ - 1-ДЕКАНОЛ - ВОДА»

The effect of silver nanoparticles on the lyotropic liquid crystals viscosity in the "potassium laurate - 1-decanol - water" system was investigated. The presence of silver nanoparticles in liquid crystal systems leads to an increase in viscosity in comparison with systems of similar com-

position but containing no nanoparticles.

Проведены исследования влияния наночастиц серебра на вязкость лиотропных жидких кристаллов в системе «лаурат калия - 1-деканол - вода». Наличие наночастиц серебра в жидкокристалличеких системах приводит к увеличению вязкости по сравнению с системами аналогичного состава, но не содержащими наночастиц.

Одной из наиболее интересных и перспективных областей исследования жидкокристаллических веществ является изучение их электрических свойств, в частности, проводимости, подвижности носителей заряда, плотности тока, которую они могут дать. Исследования, проводившиеся в последние годы [1-5], показали, что самоорганизующиеся жидкие кристаллы некоторых амфифильных веществ способны проводить ток наравне с типичными жидкими электролитами, обладая при этом рядом преимуществ в конструкционном отношении и сохраняя высокую подвижность носителей заряда, что выгодно отличает их от современных твердых полимерных электролитов.

В данной работе качестве основы для получения жидких кристаллов был выбран лаурат калия, поскольку это вещество является амфифильным, имеет ионногенную группу в полярной части молекулы, а также неполярный «хвост» молекулы достаточно длинный, чтобы сохранять способность к самоорганизации и при этом достаточно короткий для обеспечения наименьшего расстояния между разделенными зарядами. К тому же Жидкокристаллические системы на основе солей предельных органических кислот являются достаточно хорошо изученными, в том числе есть работы по изучению их электрических свойств [1, 6-8].

Ранее было проведено исследование системы " лаурат калия - вода" [2], в ходе которого было установлено, что ионная проводимость данной системы на 1-2 порядка выше, чем для жидких электролитов, что делает данную систему интересной для дальнейшего изучения, Однако, одним из недостатков данной системы является узкая температурная область существования жидко-кристаллической фазы. Для увеличения температурного интервала в систему был введен спирт (1-деканол).

Основной целью работы было исследование влияние наночастиц серебра на фазовое состояние диаграммы "лаурат калия - 1-деканол - вода". В ходе работы было приготовлено несколько образцов жидких кристаллов различных составов, соответствующих выбранным точкам диаграммы, а так же образцы идентичных составов с наночастицами серебра размером 10 нм (размер определен с использованием Zetasaizer Nano, Malvern, Германия). Для введения наночастиц серебра, был использован коллоидный раствор серебра, полученный с использованием импульсно-дугового метода синтеза. Коллоидный раствор серебра предоставлен В.В. Слепцовым (МАТИ).

Все полученные образцы были исследованы с использованием поляризационного микроскопа Axiostar plus carl Zeiss, снабженного фотоприставкой. По полученным изображениям были сделаны выводы о наличии или отсутствии жидкокристаллической фазы в образцах (рис. 1). Характер изображений на рис.1, полученных для образцов, содержащих наночастицы серебра, говорит о более плотной упаковке внутренней структуры образцов,

поскольку они ближе к характерным изображениям в поляризованном свете для гексагональных жидких кристаллов, чем для ламеллярных.

Рис. 1. Фотографии исследуемых образцов (увеличение 40х, слева - при скрещенных поляроидах, справа - в неполяризованном свете) следующих составов: а) «лаурат калия—1-деканол—вода» (30,6%, 7,6%, 61,8%), б) «лаурат калия—1-деканол— раствор ( 30,6%, 7,6%, 61,8%), в) лаурат калия—1-деканол—вода» (29,5%, 7,0%, 63,5%), г) «лаурат калия—1-деканол—раствор А^>( 29,5%, 7,0%, 63,5%).

Для исследуемых систем была измерена динамическая вязкость при температуре 20°С с использованием ротационного вискозиметра Реотест 2 (М1ЛУ, Германия). Полученные данные приведены в виде графиков на рис.2 и 3. Как видно из графиков, динамическая вязкость жидкокристаллических систем, включающих наночастицы серебра равна (рис. 2) или сильно пре-

вышает (рис. 3) вязкость систем идентичного состава, но не содержащих на-ночастиц. Это подтверждает предположение о более плотной упаковке внутренней структуры систем с наночастицами серебра.

Рис. 2. Результаты исследования динамической вязкости систем

«лаурат калия—1-деканол—вода» (30,6%, 7,6%, 61,8%) и «лаурат калия—1-деканол—раствор Ag» ( 30,6%, 7,6%, 61,8%). Рис. 3. Результаты исследования динамической вязкости систем

«лаурат калия- 1-деканол-вода» (29,5%, 7,0%, 63,5%) и «лаурат калия—1-деканол—раствор Ag»( 29,5%, 7,0%, 63,5%).

Заключение.

В ходе проведения исследования было показано, что наночастицы серебра, полученные импульсно-дуговым методом, влияют на внутреннюю структуру жидкого кристалла, делая ее более плотной.

По нашему мнению, полученные результаты свидетельствуют о структурообразующей роли наночастиц серебра в литропных жидкокристаллических системах, которая должна быть изучена более подробно в дальнейших исследованиях.

Авторы благодарят Слепцова В.В. и Церулёва М.В. (МАТИ) за предоставление коллоидных растворов серебра.

Библиографические ссылки

1. Garbovskiy, Y. Electrical conductivity of lyotropic and thermotropic ionic liquid crystals consisting of metal alkanoates/ Y. Garbovskiy, A. Koval'chuk, A. Grydyakina, S. Bugaychuk, T. Mirnaya, G. Klimusheva // Liquid Crystals, 2007. Vol. 34. № 5. P. 599-603.

2. Матвеева, А.Г. Электрические свойства жидких кристаллов на основе

лаурата калия/А.Г. Матвеева, Е.В. Юртов, ДА. Прокопова // Химическая технология, 2010. №12. С. 711-716.

3. Yoshio, М. One-Dimensional Ion Transport in Self-Organized Columnar Ionic Liquids/ M. Yoshio, T. Mukai, H. Ohno, T. Kato // J. Am. Chem. Soc., 2004.Vol. 126. №.4. P. 994-995.

4. Ohtake, T. Liquid-Crystalline Ion-Conductive Materials: Self-Organization Behavior and Ion-Transporting Properties of Mesogenic Dimers Containing Oxy-ethylene Moieties Complexed with Metal Salts/ T. Ohtake, Ya. Takamitsu, K. Ito-Akita, K. Kanie, M. Yoshizawa, T. Mukai, H. Ohno, T. Kato // Macromolecules, 2000. Vol. 33. P. 8109-8111.

5. Mukai, T. Anisotropic ion conduction in a unique smectic phase of self-assembled amphiphilic ionic liquids/T. Mukai, M. Yoshio, T. Kato, M. Yoshizawa, H. Ohno // Chem. Commun, 2005. Vol. 41. №10. P. 1333-1335.

6. Duruz, I.J. Some novel electromagnetic effects in the conductivity of molten organic salts/I.J. Duruz, A.R. Ubbelohde // Proc. r. Soc. London, 1976. Vol. 347. P. 301-310.

7. Meisel, T. Thermal behavious of thallium (I) fatty acid salts, II/T. Meisel, K. Seybold, J. Roth// J. therm. Anal, and Calorim., 1977. Vol. 12. P. 361-369.

8. Ubbelohde, A.R. The Molten State of Matter/Von A.R. Ubbelohde. -Chichester/New York/Brisbane/Toronto: John Wiley and Sons Ltd Hardcover, 1978. 470 p.

УДК 544.77

E.A. Квашнина, H.M. Мурашова

Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия

ВЛИЯНИЕ ГИДРОКСИДА НАТРИЯ И ЭТАНОЛА НА ФОСФОЛИПИДНЫЕ ОРГАНОГЕЛИ

Изучено влияние солюбилизации гидроксида натрия и этанола на реологические свойства органогелей в системе фосфолипидный концентрат «Мослецитин» - вазелиновое масло - вода. Обнаружено значительное повышение вязкости фосфолипидных органогелей при совместном введении этанола и гидроксида натрия.

Effects of sodium hydroxide and ethyl alcohol solubilization on rheologycal properties of the organogels in the system phospholipid concentrate "Moslecithin" - vaseline oil - water was investigated. A considerable increase of viscosity of the organogels was shown at the simultaneous addition of sodium hydroxide and ethyl alcohol.

Наноструктурированные лецитиновые органогели являются перспективными материалами для доставки лекарственных средств в организм. Пространственная структура лецитиновых органогелей образована из переплетенных между собой гибких цилиндрических агрегатов диаметром единицы и длиной десятки и сотни нанометров - обратных мицелл лецитина.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.