Валентин Владимирович Сафонов
117997, Москва, ул. Садовническая, д. 33, стр. 1
Valentin V. Safonov
ul. Sadovnicheskaya 33, str. 1, Moscow, 17997
Сергей Викторович Сапожников
117997, Москва, ул. Садовническая, д. 33, стр. 1
Sergey V. Sapozhnikov
ul. Sadovnicheskaya 33, str. 1, Moscow, 17997
Дарья Александровна Морозова
125047, Москва, Миусская площадь, д. 9
Darya A. Morozova
Miusskaya pl. 9, Moscow, 125047
Евгений Владимирович Зайцев
125047, Москва, Миусская площадь, д. 9
Evgeny V. Zajcev
Miusskaya pl. 9, Moscow, 125047
В настоящее время электрофоретическое осаждение — один из наиболее актуальных технологических методов получения электропроводящих материалов. С его помощью впервые получены электропроводящие материалы на основе углеродных волокон (УВ) с использованием оксида графена (ГО) и наночастиц серебра, обладающие повышенными электропроводностью, поверхностной активностью, физическими и механическими свойствами. Цель работы — исследование углеродных электропроводящих текстильных материалов и разработка способа их получения методом электрофоретического осаждения оксида графена с использованием гальванического осаждения из электролита наночастиц серебра. Электрофоретическое осаждение выполняли с шагом 1 см при постоянном напряжении 160 В в течение 20, 40 и 60 с. Результаты ИК-спектроскопии показали, что частицы ГО закрепились на углеродных текстильных материалах. Полученные таким образом углеродные материалы (УВ/ГО/НЧ Ag/60) образуют новую структуру с несколькими слоями оксида графена и наночастиц серебра. При этом отложение ГО повышает шероховатость поверхности УВ, что способствует улучшению смачиваемости и адгезии материала. Анализ спектров, полученных методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии, показал, что у УВ произошли значительные изменения в энергии связи возбужденных фотоэлектронов. По сравнению с исходными УВ у них фиксировали увеличение доли серебра и кислорода, а отношение углерода к кислороду уменьшилось. Предложенная методика позволила получить углеродные текстильные материалы с показателями электропроводности, в 2,5 раза превышающими исходные. Введение наночастиц серебра способствовало заполнению поверхностных трещин в волокнах. Возрастание доли восстановленного ОГ позволило значительно повысить шероховатость поверхности, электропроводность, поверхностную энергию и улучшить экранирующие свойства углеродных текстильных материалов (значения эффективности экранирования у полученных материалов на 24,4 % выше, чем у исходных УВ). В перспективе подобные электропроводящие материалы можно будет с успехом использовать в технических текстильных изделиях.
Electrophoretic deposition is currently one of the most relevant technological methods for production of electrically conductive materials. In the work, the method of electrophoretic deposition obtained Electrically conductive materials based on carbon fibers (CF) have been obtained for the first time by electro-phoretic deposition using graphene oxide (GO) and silver nanoparticles. The obtained materials exhibit increased electrical conductivity, surface activity, and enhanced physical and mechanical properties. The purpose of the study is development of the methods for producing electrically conductive carbon textile materials by electrophoretic deposition of graphene oxide using galvanic deposition of silver nanoparticles from an electrolyte. Electrophoretic deposition was performed in 1 cm increments and at a constant voltage of 160 V during 20, 40, and 60 sec. Infrared spectroscopy data showed that GO particles are fixed on carbon textile materials. The carbon textile materials (CF/GO/NP Ag/60) thus obtained formed a new structure with several layers of graphene oxide and silver nanoparticles. The CF deposition increases the surface roughness of the hydrocarbon and thus improving the wettability and adhesion. An analysis of the spectra obtained by X-ray photoelectron spectroscopy for CF showed significant changes in the binding energy and the energy of excited photoelectrons. Compared with the initial hydrocarbons, the obtained carbon materials exhibited an increased content of silver and oxygen, whereas carbon to oxygen ratio decreased. The developed technique allowed us to obtain carbon textile materials with high electrical conductivity being 2.5 as much the original CF. Introduction of the silver nanoparticles contributes to filling of the surface cracks in CF. An increase in the share of reduced graphene oxide can significantly increase the surface roughness, electrical conductivity, surface energy and improve the screening properties of carbon textile materials. The effectiveness of screening in the obtained materials is 24.4 % higher than that in the initial CF which expands the potentiality of their application in novel technical textile products of the future.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.