Вышедшие номера
Функционализация коротких кластеров из углеродных нанотрубок (6,0) атомами меди и никеля: теоретическое исследование
Борознина Н.П. 1, Сергеев Д.Ф.1,2, Борознин С.В. 1, Запороцкова И.В. 1
1Волгоградский государственный университет, Волгоград, Россия
2Всероссийский научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт оборудования нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, Волгоград, Россия
Email: boroznina.natalya@volsu.ru, khtnmma-231_327882@volsu.ru, boroznin@volsu.ru, irinazaporotskova@gmail.ru
Поступила в редакцию: 1 ноября 2025 г.
В окончательной редакции: 1 ноября 2025 г.
Принята к печати: 1 ноября 2025 г.
Выставление онлайн: 2 апреля 2026 г.

Представлены результаты теоретических исследований влияния функционализации поверхности чистых углеродных нанотрубок типа (6,0) атомами меди и никеля на их проводящие свойства. Для проведения анализа использован метод теории функционала плотности в рамках функционала B3LYP с применением базиса 6-31G. Выполненные расчеты позволили определить оптимальные положения атомов меди и никеля на поверхности углеродной нанотрубки. Ими оказались расположения атомов металлов над центром гексагона нанотрубки. Проведено компьютерное моделирование регулярной адсорбции атомов выбранных металлов на поверхности нанотрубки. Анализ электронно-энергетического состояния получившихся наносистем дал возможность определить значения ширины запрещенной энергетической зоны. При такого рода регулярной адсорбции наблюдается уменьшение ширины запрещенной зоны, что говорит об улучшении проводящих свойств полученных систем относительно "чистой" углеродной нанотрубки. Ключевые слова: нанотехнологии, наноматериалы, металлизация, поверхностная адсорбция.
  1. A. Kumar, R.C. Singh, R. Chaudhary. Mater. Today: Proceed., 21, 1453 (2020). DOI: 10.1016/j.matpr.2019.10.079
  2. A.K. Sharma, R. Bhandari, A. Aherwar, C. Pinca-Bretotean. Mater. Тoday: Рroceed., 27, 1608 (2020). DOI: 10.1016/j.matpr.2020.03.316
  3. A. Atmakuri, A. Palevicius, A. Vilkauskas, G. Yanusas. Polymers, 12 (9), 2088 (2020). DOI: 10.3390/polym12092088
  4. D.S. Prasad, C. Shoba, N. Ramanaiah. J. Mater. Res. Technol., 3 (1), 79 (2014). DOI: 10.1016/j.jmrt.2013.11.002
  5. A. Kumar, V.P. Singh, R.C. Singh, R. Chaudhary, D. Kumar, A.-H.I. Mourad. J. Mater. Sci., 59 (7), 2644 (2024). DOI: 10.1007/s10853-024-09398-7
  6. S. Suresha, B.K. Sridhara. Mater. Design, 31 (9), 4470 (2010). DOI: 10.1016/j.matdes.2010.04.053
  7. R. Chandel, N. Sharma, S.A. Bansal. Emergent Mater., 4 (5), 1243 (2021)
  8. S.A. Sajjadi, H.R. Ezatpour, M.T. Parizi. Mater. Design, 34, 106 (2012). DOI: 10.1016/j.matdes.2011.07.037
  9. L. Aryasomayajula, K.J. Wolter. J. Nanotechnol., 2013 (1), 296517 (2013). DOI: 10.1155/2013/296517
  10. N.T. Alvarez, P.Miller, M.R. Haase, R. Lobo, R. Malik, V. Shanov. Carbon, 144, 55 (2019). DOI: 10.1016/j.carbon.2018.11.036
  11. A. Hoque, C.P. Nawarathne, N.T. Alvarez. Carbon, 235, 120086 (2025). DOI: 10.1016/j.carbon.2025.120086
  12. M.M.H. Raza, M. Sadiq, M. Zulfequar, S. Husain, J. Ali. J. Phys. Chem. Solids, 178, 111309 (2023)
  13. M.A.S. Sakr, G.M. Abdelrazek, H. Abdelsalam, O.H. Abd-Elkader, V.A. Saroka, Q. Zhang. Mater. Sci. Eng.: B, 317, 118160 (2025). DOI: 10.1016/j.mseb.2025.118160
  14. A. Kumar, S. Rathor, S. Singh, R. Kant, H. Singh, M. Vost'ak, S. Houdkova. Tribology Intern., 111249 (2025). DOI: 10.1016/j.triboint.2025.11124
  15. S. Wangchuk, K. Promsuwan, J. Saichanapan, A. Soleh, K. Saisahas, K. Samoson, A. Numnuam, P. Kanatharana, P. Thavarungkul, W. Limbut. Microchem. J., 207, 112217 (2024). DOI: 10.1016/j.microc.2024.112217
  16. Ya. Wang, J. Chen, W. Tang, D. Xia, Yu. Liang, X. Li. Chemosphere, 214, 79 (2019). DOI: 10.1016/j.chemosphere.2018.09.074
  17. H. Zhang, J. Dai, H. Zhou, R. Hong, W. Dong, H. Chu. J. Analyt. Appl. Pyrolys., 192, 107272 (2025). DOI: 10.1016/j.jaap.2025.107272
  18. D. Chu, Ch. Gao, Z. Ji, Y. Li, Q. Jin, Y. He, W. Bai. Mater. Today Chem., 45, 102616 (2025). DOI: 10.1016/j.mtchem.2025.102616
  19. J. Kang, M. Kang, S. Pyo, K. Park. Composite Structures, 372, 119614 (2025). DOI: 10.1016/j.compstruct.2025.119614
  20. Sh. Gulati, H.N. Lingam, B.S. Kumar, K. Goyal, A. Arora, R.S. Varma. Chemosphere, 299, 134468 (2022). DOI: 10.1016/j.chemosphere.2022.134468
  21. V.J. Chakravarthy, C. Thontadari, G.N. Basavaraj, R. Sowndharya, N. Aravindan, V. Sangeetha. Microchem. J., 218, 115413 (2025). DOI: 10.1016/j.microc.2025.115413
  22. Ch.-Yu. Lin, J.-W. Chang, M.-H. Lin, K.-Ch. Wu, Sh.-H. Hong, J.-M. Lin, Ch.-W. Kung, Ch.-L. Liu. Chem. Eng. J., 521, 166861 (2025). DOI: 10.1016/j.cej.2025.166861
  23. M. Hamadanian, Z. Tavangar, B. Noori. J. Molecular Structure, 1076, 49 (2014). DOI: 10.1016/j.molstruc.2014.07.017
  24. N.P. Boroznina, S.V. Boroznin, I.V. Zaporotskova, P.A. Zaporotskov, D.F. Sergeev, G. Murugadoss, N. Venkatesh, Sh.G. Peera. Inventions, 10 (5), 86 (2025). DOI: 10.3390/inventions10050086
  25. S. Ramanathan, W.J. Lau, P.S. Goh, M.F. Omar, M.C. Breadmore, A.F. Ismail, H.H. See. J. Environmental Chem. Eng., 12 (3), 112931 (2024). DOI: 10.1016/j.jece.2024.112931
  26. J. Zhao, X. He, Yu. Wang, Sh. Wang, R.H. Baughman. Microchem. J., 214, 114086 (2025). DOI: 10.1016/j.microc.2025.114086
  27. S.-W. Choi, B.-M. Kim, S.-H. Oh, Yo.T. Byun. Sensors and Actuators B: Chem., 249, 414 (2017). DOI: 10.1016/j.snb.2017.04.119
  28. M. Penza, R. Rossi, M. Alvisi, M.A. Signore, G. Cassano, D. Dimaio, R. Pentassuglia, E. Piscopiello, E. Serra, M. Falconieri. Thin Solid Films, 517 (22), 6211 (2009). DOI: 10.1016/j.tsf.2009.04.009
  29. H. Shi, J. Chen, S. Yu. Mater. Today Commun., 37, 107200 (2023). DOI: 10.1016/j.mtcomm.2023.107200
  30. X. Hao, W. Zhou, Z. Huang, Y. Li, D. Li, J. Xu. J. Colloid Interface Sci., 689, 137200 (2025). DOI: 10.1016/j.jcis.2025.02.208
  31. R. Li, P. Song, Zh. Ji, H. Zhou, Yi. Xue, L. Kong, X. Shen. Appl. Surf. Sci., 649, 159188 (2024). DOI: 10.1016/j.apsusc.2023.159188
  32. M.S. Munir, M.I. Alvi, M.A. Saeed, A. Khan, A. Shareef, M. Khan. Mater. Chem. Phys.: Sustainability and Energy, 2, 100007 (2025). DOI: 10.1016/j.macse.2024.100007
  33. Sh.J. Shetty, T.K. Nanditha, S. Amini, S.M. Rumana Farheen, M.A. Sangamesha, S. Krishnaveni, S.C. Gurumurthy. J. Alloys Compounds, 1041, 183837 (2025). DOI: 10.1016/j.jallcom.2025.183837
  34. Л.С. Элбакян. Квантово-химические расчеты с применением программного пакета GAUSSIAN и графического редактора GAUSSVIEW (Волгоградский гос. университет, Волгоград, 2022)