Вышедшие номера
Home » Журнал технической физики » Год 2026, выпуск 6 » Статья стр. 1172
<<<>>>
Антиотражающие полимерные композиты с углеродными наноматериалами, модифицированные кислородной плазмой
Жукова М.Н.1, Комаров Ф.Ф.1, Парфимович И.Д.1, Чижов И.В.1, Черник В.Н.2, Новиков Л.С.2, Жигулин Д.В.3
1Научно-исследовательский институт прикладных физических проблем им. А.Н. Севченко Белорусского государственного университета, Минск, Беларусь
2Научно-исследовательский институт ядерной физики им. Д.В. Скобельцина, Московский государственный университет, Москва, Россия
3ОАО "Интеграл", Минск, Беларусь
Email: Maryliss.lab@gmail.com
Поступила в редакцию: 13 октября 2025 г.
В окончательной редакции: 15 декабря 2025 г.
Принята к печати: 3 февраля 2026 г.
Выставление онлайн: 29 апреля 2026 г.
PDF версия
Исследованы свойства эпоксидной смолы, армированной углеродными наноматериалами (графеном и многостенными углеродными нанотрубками "Таунит М" и "Таунит МД"), с акцентом на их структурные и оптические характеристики, а также на влияние воздействия атомарного кислорода (АК), что важно для применения таких композитов в условиях околоземного космического пространства. Воздействие АК на низких околоземных орбитах со средней энергией ~ 5 eV приводит к эрозии поверхности композитов, что выражается в заметной потере массы. Результаты эксперимента свидетельствуют о том, что средний выход эрозии составляет 1.07· 10-23 g/atom для композита с наполнителем из "Таунит М", 1.21· 10-23 g/atom для "Таунит МД" и 8.56· 10-24 g/atom для наполнителя из графена. Этот эффект обусловлен тем, что углеродные наполнители подвергаются окислению и химическому распылению под действием АК, что характерно для материалов, используемых в условиях космического пространства. После облучения АК с флюенсом 1.7-30· 1020 cm-2 наблюдается значительное снижение коэффициентов отражения (как зеркального, так и диффузного) в широком спектральном диапазоне (0.2-25 μm). Зеркальное отражение уменьшилось для чистой эпоксидной смолы в 1.4 раза и в 9.9, 15.8 и 13.6 раза для образцов с наполнителями графен, "Таунит М", "Таунит МД" соответственно. Диффузное отражение от чистой эпоксидной смолы уменьшилось в 1.2 раза и в 5.3, 16.7 и 9.0 раз для образцов с наполнителями графен, "Таунит М", "Таунит МД" соответственно. Это указывает на то, что модификация эпоксидной смолы углеродными наноматериалами и последующее облучение приводят к формированию поверхностного слоя с высокими антиотражающими свойствами. Ключевые слова: эпоксидная смола, углеродные нанотрубки, графен, кислородная плазма, антиотражающие покрытия.
  1. L.S. Novikov, E.N. Voronina, V.N. Chernik, N.P. Chirskaya, W. Zhang. Int. J. Nanosci., 19, 1950007 (2020). https://doi.org/10.1142/S0219581X19500078
  2. B.A. Banks, K.K. de Groh, S.K. Miller. MRS Proc., 851, (2004). https://doi.org/10.1557/PROC851-NN8.1. NN8.1
  3. L.S. Novikov, E.N. Voronina, V.N. Chernik, N.G. Chechenin, A.V. Makunin, E.A. Vorobieva. J. Surf. Investig. X-Ray, Synchrotron Neutron Tech., 10, 617 (2016). https://doi.org/10.1134/S1027451016030307
  4. V.N. Chernik. Atomic oxygen simulation by plasmadynamic accelerator with charge exchange, in: Proc.7th Int. Symp. Mater. Sp. Environ. (Toulouse, SP-399, 1997), p. 237-241
  5. Standard Practices for Ground Laboratory Atomic Oxygen Interaction Evaluation of Materials for Space Applications (ASTM E2089-00, 2006), 5 p
  6. R. Verker, A. Bolker, Y. Carmiel, I. Gouzman, E. Grossman, T.K. Minton, S. Remaury. Acta Astronaut, 173, 333 (2020). https://doi.org/10.1016/j. actaastro.2020.04.065
  7. V. Chernik, L. Novikov, A. Akishin. About adequacy of ground-based tests of polymers at higher atomic oxygen energy (20-30 ev), in: Proc. 10th ISMSE, 8th ICPMSE (ESA Publications Division, Collioure, France, Noordwijk, The Netherlands, 2006), p. 4
  8. A. Vesel, G. Primc, R. Zaplotnik, M. Mozetivc. Plasma Phys. Controlled Fusion, 62 (10), (2020). DOI: 10.1088/1361-6587/aba1f0
  9. A.A.P.O. Amorim, M.G. Oliveira, M.C. Mancini, A.S. Sirqueira. SN Appl. Sci., 3, 236 (2021). https://doi.org/10.1007/s42452-021-04247-7
  10. A. Ghasemi-Kahrizsangi, H. Shariatpanahi, J. Neshati, E. Akbarinezhad. Appl. Surf. Sci., 331, 115 (2015). https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2015.01.038
  11. F. Gojny, M. Wichmann, B. Fiedler, K. Schulte. Compos. Sci. Technol., 65, 2300 (2005). https://doi.org/10.1016/j.compscitech.2005.04.021
  12. D. Margoy, I. Gouzman, E. Grossman, A. Bolker, N. Eliaz, R. Verker. Acta Astronaut., 178, 908 (2021). https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2020.08.026
  13. G. Pan, Q. Guo, J. Ding, W. Zhang, X. Wang. Tribol. Int., 43, 1318 (2010). https:// doi.org/10.1016/j.triboint.2009.12.068
  14. F. El-Tantawy, K. Kamada, H. Ohnabe. Mater. Lett., 56, 112 (2002). https://doi.org/10.1016/S0167-577X(02)00401-9
  15. A. Ghasemi-Kahrizsangi, J. Neshati, H. Shariatpanahi, E. Akbarinezhad. Prog. Org. Coating, 85, 199 (2015). https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2015.04.011
  16. A. Ghasemi-Kahrizsangi, H. Shariatpanahi, J. Neshati, E. Akbarinezhad. Appl. Surf. Sci., 353, 530 (2015). https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2015.06.029
  17. S. Laurenzi, M. Clausi, F. Zaccardi, U. Curt, M.G. Santonicola. Acta Astronaut., 159, 426 (2019). https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2019.01.043
  18. R. Rohini, K. Verma, S. Bose. ACS Omega, 3, 3974 (2018). https://doi.org/10.1021/ acsomega.8b00218
  19. V.K. Chakradhary, S. Juneja, M. Jaleel Akhtar. Mater. Today Commun., 25, 101386 (2020). https://doi.org/10.1016/j.mtcomm.2020.101386
  20. L. Mohan, T.N. Kumar, S. Karakkad, S.T. Krishnan. IEEE Trans. Nanotechnol., 20, 627 (2021). https://doi.org/ 10.1109/TNANO.2021.3103955
  21. S. Bellucci, L. Coderoni, F. Micciulla, G. Rinaldi, I. Sacco. J. Nanosci. Nanotechnol., 11, 9110 (2011). https://doi.org/10.1166/jnn.2011.4281
  22. V.K. Piddubnyi, I.M. Zin', B.M. Lavryshyn, L.M. Bilyi, Y.I. Kolodii, M.B. Ratushna. Mater. Sci., 41, 265 (2005). https://doi.org/10.1007/s11003-005-0160-4
  23. S. Soltani, S.A. Razinobakht, R. Asmatulu. J. Appl. Polym. Sci., 137, 49106 (2020). https://doi.org/10.1002/app.49106
  24. A.S. Krieg, J.A. King, D.C. Jaszczak, I. Miskoglu, O.P. Mills, G.M. Odegard. J. Compos. Mater., 52, 3909 (2018). https://doi.org/10.1177/0021998318771460
  25. H.B. Baskey, M. Jaleel Akhtar. Electromagnetic Design and Testing of Carbon Black and Carbon Fiber-Epoxy Composites for Defence Stealth Applications (2013 IEEE Appl. Electromagn. Conf., IEEE, 2013), p. 1-2. https://doi.org/10.1109/ AEMC.2013.7045065
  26. D. Micheli, C. Apollo, R. Pastore, R. Bueno Morles, S. Laurenzi, M. Marchetti. Acta Astronaut., 69, 747 (2011). https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2011.06.004
  27. Электронный ресурс. Pv Lighthouse. Режим доступа: https://www2.pvlighthouse.com.au/resources/optics/spectrum lib rary/spectrum library.aspx, 2023
  28. И.Д. Парфимович, Ф.Ф. Комаров, Л.А. Власукова, И.Н. Пархоменко, Л.С. Новиков, В.Н. Черник, Д.В. Жигулин. Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования, 1, 31 (2023)
  29. V.I. Pavlenko, L.S. Novikov, G.G. Bondarenko, V.N. Chernik, A.I. Gaidar, N.I. Cherkashina, O.D. Edamenko. Inorg. Mater. Appl. Res., 4, 169 (2013). https://doi.org/ 10.1134/S2075113313020135
  30. L. Jiao, Y. Gu, S. Wang, Z. Yang, H. Wang, Q. Li, M. Li, Z. Zhang. Compos. Part A Appl. Sci. Manuf., 71, 116 (2015). https://doi.org/10.1016/j.compositesa.2015.01.008
  31. D.V. Kosynkin, A.L. Higginbotham, A. Sinitskii, J.R. Lomeda, A. Dimiev, B.K. Price, J.M. Tour. Nature, 458, 872 (2009). https://doi.org/10.1038/nature07872
  32. R.C. Tennyson. High Perform. Polym., 11, 157 (1999). https://doi.org/10.1088/0954-0083/11/1/ 013
  33. X. Wang, X. Zhao, M. Wang, Z. Shen. Polym. Eng. Sci., 47, 1156 (2007). https://doi.org/10.1002/pen.20659
  34. L.S. Novikov, E.N. Voronina, V.N. Chernik, L.A. Zhilyakov, N.P. Chirskaya. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. B Beam Interact. Mater. Atoms, 410, 60 (2017). https://doi.org/10.1016/j.nimb.2017.08.012
  35. G. Socrates. Infrared and Raman Characteristic Group Frequencies: Tables and Charts (Wiley, 2004), р. 260
  36. T. Steffen, L.C. Fontana, J. Nahorny, D. Becker. Polymer Composites, 40 (S2), E1162 (2018). DOI: 10.1002/pc.24921
  37. A.C. Ferrari, J. Robertson. Phys. Rev. B, (2004). DOI: 10.1103/PhysRevB.69.155416
  38. K.S. Kim, H.J. Lee. Carbon, (2010). DOI: 10.1016/j.carbon.2010.03.045
  39. R.S. Ruoff, C.N.R. Rao. Adv. Mater., (2012). DOI: 10.1002/adma.201200011
  40. M. Terrones, A.K. Geim. Nature Commun., (2015). DOI: 10.1038/ncomms8291
  41. P.K. Chu, X.F. Wang. Surf. Coatings Technol., (2018). DOI: 10.1016/j.surfcoat.2018.03.045
  42. С.В. Цаплин, С.А. Болычев, А.Е. Романов. Теплообмен в космосе (Изд-во Самарского ун-та, Самара, 2013), с. 56
  43. M. Veszelei, E. Veszelei. Thin Solid Films, 236 (1-2), 46 (1993)
  44. F. Weiquan. Astrophys. Space Sci. Proceedings --- Cham, 47, 167 (2017)
  45. V. Godinho, D. Philippon, T.C. Rojas, N.N. Novikova, V.A. Yakovlev, A. Fernandez. Solar Energy, 84 (8), 1397 (2010)
  46. H. Karttunen, P. Kroger, H. Oja, M. Poutanen, K.J. Donner. Fundamental Astronomy (Berlin, Heidelberg, Springer Berlin Heidelberg, 2017)
  47. Solar Energy Fundamentals and Modeling Techniques (London, Springer London, 2008)
  48. M. Brogren, G.L. Harding, R. Karmhag, ed. by C. Amra, H.A. Macleod. TixAlyN coatings for temperature control of spacecraft Optical Systems Design and Production (Berlin, Germany, 1999), р. 493-501
  49. R. Karmhag, C.G. Ribbing. Appl. Opt., 38 (4), 674 (1999)
  50. J.T. Chen, J. Wang, F. Zhang, X.Y. Fan, Z.G. Wu, P.X. Yan. J. Alloys Compound., 472 (1-2), 91 (2009)
  51. T. Bohnke, H. Kratz, A. Hult ker, J. Kohler, M. Edoff, A. Roos, G. Thornell. Opt. Mater., 30 (9), 1410 (2008)
  52. K. Xu, M. Du, L. Hao, J. Mi, Q. Yu, S. Li. J. Materiomics, 6 (1), 167 (2020)
  53. E21 Committee. Standard Solar Constant and Zero Air Mass Solar Spectral Irradiance Tables, E21 Committee. --- ASTM International.

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2026 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme