Web design by Aleksey D. Zolotarenko | Contact Us

a1.png

Н.Г. Хотыненко
руководитель группы

a2.png

О.В. Мильто
сотрудник

Ничто не происходит без достаточного основания.

Михаил Васильевич Ломоносов

Воображение важнее, чем знание.

Альберт Эйнштейн




Исследования электрохимических свойств растворов фуллеренов

Исследования электрохимических свойств растворов фуллеренов, проводимые в лаборатории, показали принципиальную возможность получения пленок фуллеритов и фуллеренсодержащих продуктов из углеводородных растворов электрохимическим способом.
Химический состав пленок, их структура, морфология, толщина, плотность и физикохимические свойства зависят в первую очередь от полярности электрода на котором они образуются, от типа углеводородного растворителя, состава фонового электролита, а также от условий проведения электросинтеза, в частности от напряжения на электродах.
Раствор толуол-этанол (ТЭ) с активными добавками является достаточно хорошим электролитом и использовался в работе как для исследования электрохимических свойств фуллеренов, так и для электроосаждения их в виде покрытий или получения большого количества продукта в виде фуллеритов или их соединений на электродах.


Зависимость I(U) рабочих растворов: 1 - толуол-этанол (ТЭ) 2 - толуол-фуллеренн-этанол (ТФЭ) 3 - ТФЭ с добавкой КОН

Выше представлена зависимость силы тока от разности потенциалов между электродами для ТЭ- и ТФЭ- растворов со следами хлорид - ионов (кривая 1 и 2 соответственно), где концентрация фуллеренов в ТФЭ- растворе соответствовала 2,5 мг/мл, а добавка этанола к толуолу по объему в обоих растворах составляла 50 % об. Кривая 3 соответствует зависимости I(U) для электролита ТФЭ с добавкой KOH - 0,1 мг/мл, этанола 10 % об. и фуллеренов 2,1 мг/мл.
Наличие фуллеренов в растворе приводит к некоторому изменению вольтамперной характеристики по сравнению с таковой для ТЭ-раствора. Зависимость I(U) становится практически линейной в области измеряемых напряжений.
Различия в структуре анодных и катодных пленок, полученных при электролизе толуол-фуллерен-этанолового (ТФЭ) раствора при разности потенциалов между электродами 200 В, иллюстрирует рисунок.




Фуллеренсодержащие пленки, полученные на аноде и катоде соответственно

Зависимость структуры пленок от состава фонового электролита иллюстрирует рисунок ниже, где представлена столбчатая структура катодной пленки, полученной при электролизе ТФЭ раствора с добавкой KBr при напряжении на ячейке 5 В.









Столбчатая структура пленоки

Предложенный метод может быть использован как для нанесения фуллеренсордержащих покрытий специального назначения, так и синтеза соединений фуллеренов с органическими и неорганическими веществами.
Кроме того, дальнейшая термическая и термохимическая обработка фуллеренсодержащих покрытий позволяет получить либо пленки с оригинальными свойствами, либо покрытия, состоящие из продуктов взаимодействия фуллеренсодержащей пленки с подложкой.
В последнем случае могут образовываться пленки с определенным химическим составом плавно переходящим в карбид (в случае карбидообразующих элементов и соединений металла подложки), а затем в твердый раствор углерода в подложке. Например, полученная поверхность будет обладать трибологическими свойствами фуллерена и твердостью карбида, сохраняя уникальность химического состава покрытия.
Пробивное напряжение является одним из основных показателей для определения эксплуатационных характеристик трансформаторных масел. В отличии от других показателей, его применяют для анализа проб масел почти всех видов маслонаполненного электрооборудованимя.
Проводимые электрохимические исследования изменения электрической прочности трансформаторных и конденсаторных масел с добавкой фуллеренов показали, что благодаря добавке фуллеренов в конденсаторные и трансформаторные масла этот показатель может увеличиваться на 6-7 % при добавке 1г фуллерита на 1 литр масла.
Добавки фуллеренов в моторные масла приводят к увеличению срока службы деталей благодаря образованию на поверхности металлов многослойного углеродного покрытия. Оно состоит из фуллеренов, карбидного слоя и слоя твердого раствора углерода в металле, плавно переходящего в чистый металл. Это позволяет не только создать пары с низким коэффициентом трения, но и упрочнить (карбидизировать) поверхность трущихся деталей.


Прибор для изучения электрохимических свойств растворов фуллеренов (изготовлен в Лаборатории), позволяющий получать фуллереноподобные пленки с различными физическими свойствами