Композиционный текстиль с электропроводящими и магнитными свойствами

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Электропроводящий композиционный текстиль и текстиль, сочетающий электропроводящие и магнитные свойства, получен на основе биосовместимых нетоксичных материалов: коммерческого нетканого текстиля, электропроводящего полипиррола и магнетита (Fe3O4). Композиционный текстиль сформирован из двуслойных волокон, где волокна исходного текстиля покрыты оболочкой полипиррола, а текстиль, сочетающий электропроводящие и магнитные свойства, имеет трехслойную структуру, где поверх оболочки полипиррола высажены частицы магнетита. Композиционный текстиль сохраняет структуру исходной ткани со свободным межволоконным пространством: удельная площадь поверхности материалов и их механические свойства близки по значениям. Исследован состав материалов их электропроводящие, магнитные и окислительно-восстановительные свойства. Изучено взаимодействие композиционного текстиля и текстиля, сочетающего электропроводящие и магнитные свойства с электромагнитным излучением в диапазоне частот 4–8 ГГц в сравнении с коммерческим радиопоглощающим материалом на основе карбонильного железа.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

И. Ю. Сапурина

Институт высокомолекулярных соединений Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: sapurina@mail.ru
Россия, Санкт-Петербург

М. А. Шишов

Институт высокомолекулярных соединений Российской академии наук

Email: sapurina@mail.ru
Россия, Санкт-Петербург

А. Е. Щербаков

Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет “ЛЭТИ” им. В.И. Ульянова (Ленина)

Email: sapurina@mail.ru
Россия, Санкт-Петербург

Ю. М. Спивак

Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет “ЛЭТИ” им. В.И. Ульянова (Ленина)

Email: sapurina@mail.ru
Россия, Санкт-Петербург

А. А. Селютин

Санкт-Петербургский государственный университет

Email: sapurina@mail.ru
Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Chatterjee K., Tabor J. Ghosh T.K. // Electrically Conductive Coatings for Fiber-Based E-Textiles Fibers. 2019. V. 7. P. 51.
  2. Khundaqji H., Hing W., Furness J., Climstein M. // Scoping Review JMIR Mhealth Uhealth. 2020. V. 8(5). P. 18092.
  3. Coyle S., Diamond D. Encyclopedia of Materials: Science and Technology. Elsevier: N.-Y., 1–5. 2010.
  4. Mondal K. // Recent Advances in Soft E-Textiles Inventions. 2018. V. 3. P. 23.
  5. Singh K., Kumar J., Pandit P. // Recent Advancements in Wearable & Smart Textiles: An Overview, Materials Today: Proceedings. 2019. V. 16. P. 1518.
  6. Zahid M., Rathore H.A., Tayyab H., Rehan Z.A., Rashid I.A., Lodhi M., Zubair U., Shahid I. // Arabian Journal of Chemistry. 2022. V. 15. P. 103480.
  7. Wang Z., Wang W., Jiang Z., Yu D. // Applied Surface Science. 2017. V. 396. P. 208.
  8. Singha K., Kumar J., Pandit P. // Materials Today-Proc. 2019. V. 16. P. 1518.
  9. Mirabedini A., Lu Z., Mostafavian S. // J. Foroughi. Nanomaterials. 2021. V. 11. P. 3.
  10. Henn A.R., Cribb R.M. // Interference Technology Engineering Master (ITEM) Update. 1993. V. 15. P. 4.
  11. Ersoy M.S., Onder E. // Textile Research Journal. 2014. V. 84. P. 2103.
  12. Babaahmadi V., Montazer M., Gao W. // Carbon. 2017.
  13. Fajar M.N., Endarko E., Rubiyanto A., Nizam N.A., Malek N., Hadibarata T., Syafiddin A. // Biointerface A. Research in Applied Chemistry. 2020. V. 10. № 1. P. 4902.
  14. Stejskal J., Trchova M., Sapurina I. // J. Appl. Polym. Sci. 2005. V. 98. P. 2347.
  15. Skotheim T.A., Reynolds J.R. Handbook of Conducting Polymers. CRC Press, Boca Raton, 1320. 2007.
  16. Liu Y., Yin P., Chen J., Cui B., Zhang C., Wu F. // International Journal of Polymer Science. 2020. V. 16.
  17. Silva A.C., Cordoba T. // Front. Mater. 2019. V. 6. P. 98.
  18. Zare E.N., Makvandi P., Ashtari B., Rossi F., Motahari A., Perale G. // J. Med. Chem. 2016. V. 18.
  19. Sapurina I.Yu., Matrenichev V.V., Vlasova E.N., Shishov M.A., Ivan’kova Е.М., Dobrovolskaya I.P., Yudin V.E. Polymer Science, Ser B. 2020. V. 62. № 2. P. 116.
  20. Nekounam H., Gholizadeh S., Allahyari Z., Samadian H., Nazeri N., Ali Shokrgozar M. // Reza Faridi-Majidi. Materials Research Bulletin. 2021. V. 134. P. 111083.
  21. Lorca S., Santos F., Fernandez A.J. // Gadgets and Smart Textiles Polymers. 2020. V. 12. P. 2812.
  22. Sapurina I.Yu., Shishov M.A., Ivanova V.T. // Russ. Chem. Rev. 2020. V. 89. № 10. P. 1115.
  23. Conzuelo L.V., Arias-Pardilla J., Cauich-Rodriguez J.V., Smit M.A., Otero T.F. // Sensors. 2010. V. 10. P. 2638.
  24. She C., Li G., Zhang W., Xie G., Zhang Y., Li L., Cheng Y. // Sensors and Actuators A: Physical. 2021. V. 317. P. 112436.
  25. Li Y.-Q., Huang P., Zhu W.-B., Fu S.-Y., Hu N., Liao K. // Sci. Rep. 2017. V. 7. P. 45013.
  26. Harito C., Utari L., Putra B.R., Yuliarto B., Purwanto S., Zaidi S.Z.J., Bavykin D.V., Marken F., Walsh F.C. // Perspectives Journal of The Electrochemical Society. 2020. V. 167. P. 037566.
  27. Wang D., Zhou X., Song R., Wang Z., Fang C., Li N.,Huang Y. // International Journal of Biological Macromolecules. 2021. V. 181. P. 160.
  28. Yavuz O., Ram M.K., Aldissi M. // Nanotechnology. 2008. V. 9. P. 435.
  29. Liu Y., Yin P., Chen J., Cui B., Zhang C., Wu F. // International Journal of Polymer Science. 2020. V. 16.
  30. Shakir M.F., Rashid I.A., Tariq A., Nawab Y., Afzal A., Nabeel M., Hamid U. // Journal of Electronic Materials. 2020. V. 49(3). P. 1660.
  31. Chandrasekhar P., Naishadham K. // Synthetic Metals. 1999. V. 105. P. 115.
  32. N.E. Kazantseva. Sabu Tomas Polymer Composites Willey−VCH, Weinheim. P. 613. 2012.
  33. Babayan V., Kazantseva N.E., Sapurina I., Moučka R., Vilčakova J., Stejskal J. // Applied Surface Science. 2012. V. 258. P. 7707.
  34. Wu J., Zhou D., Too C.O., Wallace G.G. // Synthetic Metals. 2005. V. 155. № 3. P. 698.
  35. Kim H.K., Kim M.S., Chun S.Y., Park Y.H., Jeon B.S., Lee J.Y., Hong Y.K., Joo J., Kim S.H. // Mol. Cryst. Liq. Cryst. 2003. V. 405. P. 161.
  36. Radoičić M., Ćirić-Marjanović G., Miličević D., Suljovrujić E., Milošević M., Jakovljević J.K., Šaponjić Z. // Composite Interfaces. 2020.
  37. Geetha S., Kumar K., Meenakshi S., Vij ayan M.T., Trivedi D.C. // Сomposites science and technology. 2020. V. 70. № 6. P. 1017.
  38. Usman M., Byrne J.M., Chaudhary A., Orsetti S., Hanna K., Ruby C., Kappler A., Haderlein S.B. Chem. Rev. 2018. V. 118. P. 3251.
  39. Tokmeilova S., Maraeva E.V. // Overview of sorption analysis capabilities for meso- and microporouszeolites nanomaterials. Chimica Techno Acta. 2021. V. 8. № 3. P. 20218302.
  40. Gahlout P., Choudhary V. // Composites part b-engineering. 2019. V. 175. P. 107093.
  41. Blinova N., Sapurina I., Klimovič J., Stejskal J. // Polymer Degradation and Stability. 2005. V. 88. P. 428.
  42. Pang A.L., Arsad A., Ahmadipour M. Polym. Adv. Technol. 2020. P. 1.
  43. Niculescu A.-G., Chircov C., Grumezescu A.M. // Methods. 2022. V. 199. P. 1046.
  44. Svobodova H., Kosna´ D., Tanila H., Wagner A., Trnka M., Vitovicˇ P., Hlinkova J., Vavrinsky E., Ehrlich H., Pola´k S., Kopani M. // Biometals. 2020. V. 33. P. 1.
  45. Reichel V., Kovacs A., Kumari M. Sci. Rep. 2017. V. 7. P. 45484.
  46. Moucka R., Kazantseva N., Sapurina I. // J. Mater Sci. Electronic materials. 2017.
  47. Shishov M.A., Sapurina I.Yu., Smirnova N.V., Yudin V.E. Biointerface Research in Applied Chemistry. 2023. V. 13. № 1. P. 96.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Схема 1

Скачать (64KB)
Метаданные
3. Рис. 1. Схема получения Т-ППи и Т-ППи-Fe3O4: а – насыщение текстиля окислителем, б – высушивание текстиля, в – экспонирование в парах пиррола, г – погружение в раствор щелочи. Цветные рисунки можно посмотреть в электронной версии

Скачать (172KB)
Метаданные
4. Рис. 2. Фотография образцов текстиля: а – исходный текстиль Т, б – текстиль Т-ППи, в – текстиль с нанесенным магнетитом Т-ППи-Fe3O4

Скачать (250KB)
Метаданные
5. Рис. 3. Изображения образцов, полученные методом сканирующей электронной микроскопии: а, б – исходный текстиль Т; в, г – текстиль после модификации полипирролом Т-ППи; д, е – текстиль после высаживания на поверхность полипиррола магнетита Т-ППи-Fe3O4

Скачать (379KB)
Метаданные
6. Рис. 4. Данные рентгеноструктурного анализа композиционного текстиля Т-ППи-Fe3O4 в сравнении с эталонным образцом магнетита

Скачать (153KB)
Метаданные
7. Рис. 5. Энергодисперсионный анализ. Элементный состав Т-ППи-Fe3O4

Скачать (73KB)
Метаданные
8. Рис. 6. Элементные карты исходного текстиля

Скачать (290KB)
Метаданные
9. Рис. 7. Элементные карты материала Т-ППи-Fe3O4

Скачать (368KB)
Метаданные
10. Рис. 8. Зависимость намагниченности от напряженности магнитного поля (а) и центральная часть зависимости для образца Т-ППи-Fe3O4 (б)

Скачать (101KB)
Метаданные
11. Рис. 9. Вольт-амперные характеристики Т-ППи (а) и Т-ППи-Fe3O4 (б) в сухом состоянии (1) и в физиологическом растворе (0.9 мас. % NaCl) (2)

Скачать (167KB)
Метаданные
12. Рис. 10. Временная зависимость тока при наложении на образцы Т-ППи (а) и Т-ППи-Fe3O4 (б) переменного напряжения в диапазоне ±1.0 В со сменой полярности каждые 60 с: а – в сухом состоянии, б – в растворе

Скачать (165KB)
Метаданные
13. Рис. 11. Частотная зависимость параметров ST (а, в) и SR (б, г) для диапазона 3.9–5.65 (а, б) и 5.65–8 ГГц (в, г). Толщина образцов 2 (1, 1’), 4 (2, 2’) и 6 мм (3, 3’). Сплошные линии – Т-ППи, штриховые – Т-ППи-Fe3O4

Скачать (300KB)
Метаданные
14. Рис. 12. Частотная зависимость коэффициента поглощения K для образцов Т-ППи (1–3) и Т-ППи-Fe3O4 (1’–3’) в сравнении с параметрами ПЭВ-Л (4, 4’) в диапазонах частот 3.9–5.65 (а) и 5.65–8 ГГц (б). Толщина образцов 2 (1, 1’), 4 (2, 2’, 4) и 6 мм (3, 3’, 4’)

Скачать (124KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».