Статья

Название статьи ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ СОЗДАНИЯ БИОМИМИЧЕСКИХ АДГЕЗИОННЫХ ПОКРЫТИЙ НА ОСНОВЕ МАССИВА ВЕРТИКАЛЬНО ОРИЕНТИРОВАННЫХ УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБОК
Автор О.А. Агеев, О.И. Ильин, В.С. Климин, М.В. Рубашкина, В.А. Смирнов, Ю.В. Сюрик, О.Г. Цуканова
Рубрика РАЗДЕЛ II. НАНОМАТЕРИАЛЫ
Месяц, год 09, 2014
Индекс УДК 621.38-022.532
DOI
Аннотация Проведены экспериментальные исследования адгезии массива вертикально ориентированных углеродных нанотрубок (ВОУНТ) методом атомно-силовой микроскопии (АСМ) с использованием зондов радиусами 35 и 220 нм. Показано, что величина локальной адгезии массива ВОУНТ, рассчитанная по результатам исследования зондом с радиусом 35 нм, значительно превышает теоретическую из-за малой площади контакта поверхности массива с зондом АСМ. Использование зонда радиусом 220 нм позволило оценить макроадгезию массива ВОУНТ, которая составила 38,35±2,55 Н/см2, что хорошо согласуется с имеющимися литературными данными. Полученные результаты могут быть использованы при разработке экспресс-методики определения адгезии массива ВОУНТ методом атомно-силовой микроскопии, а также для создания биомимических адгезионных структур на основе вертикально ориентированных углеродных нанотрубок.

Скачать в PDF

Ключевые слова Нанотехнологии; наноматериалы; биомиметика; вертикально ориентированные углеродные нанотрубки; адгезия; атомно-силовая микроскопия; фокусированный ионный пучок; кантилевер.
Библиографический список 1. Cerman Z., Stosch A.K., Barthlott W. Selbstreinigende Oberflдchen und ihre Ьbertragung in die Technik: Der Lotus-Effekt // Biologie in unserer Zeit. – 2004. – № 34. – P. 290.
2. Autumn K., Majidi C., Gro R.E., Dittmore A., Fearing R. Effective elastic modulus of isolated gecko setae arrays // J. Exp. Biol. – 2006. – № 209. – P. 3558-68.
3. Autumn K., Liang Y.A., Hsieh S.T., Zesch W., Chan W.P., Kenny Th.W., Fearing R., Full R.J. Adhesive force of a single gecko foot-hair // Nature. – 2000. – № 405. – P. 681-685.
4. Qu L., Dai L. Gecko-Foot-Mimetic Aligned Single-Walled Carbon Nanotube Dry Adhesives with Unique Electrical and Thermal Properties // Adv. Mater. – 2007. – № 19. – P. 3844-3849.
5. Jeong H.E., Lee S.H., Kim P., Suh K.Y. High aspect-ratio polymer nanostructures by tailored capillarity and adhesive force // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. – 2008. – Vol. 313-314. – P. 359-364.
6. Majidi C., Groff R.E., Autumn K., Baek S., Bush B., Gravish N., Maboudian R., Maeno Y., Schubert B., Wilkinson M., Fearing R.S. High friction from a stiff polymer using micro-fiber arrays // Physical Review Letters. – 2006. – Vol. 97. – P. 076103.
7. Ge L., Sethi S., Ci L., Ajayan P.M., Dhinojwala A. Carbon nanotube-based synthetic gecko tapes // Proc. Nat. Acad. Sciences. – 2007. – 10.1073/pnas.0703505104.
8. Qu L., Dai L., Stone M., Xia Z., Wang Z.L. Carbon nanotube arrays with strong shear bindingon and easy normal lifting-off // Science. – 2008. – Vol. 322. – P. 238-242.
9. Yurdumakan B., Raravikar N.R., Ajayan P.M., Dhinojwala A. Synthetic gecko foot-hairs from multiwalled carbon nanotubes // Chemical Communications. – 2005. – Vol. 2005. – P. 3799-3801.
10. Alekseev A., Chen D., Ghislandi M.G., De With G., Tkalya E.E., Syurik Y., Ageev O., Loos J. Local organization of graphene network inside graphene/polymer composites // Advanced Functional Materials. – 2012. – Vol. 22, № 6. – P. 1311-1318.
11. Агеев О.А., Сюрик Ю.В., Климин В.С., Федотов А.А. Получение нанокомпозитных полимерных материалов, модифицированных углеродными наноструктурами, на основе НАНОФАБ НТК-9 // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2009. – № 1 (90). – С. 135-142.
12. Syurik Y.V., Ageev O.A., Ghislandi M.G., Tkalya E.E., Paterson G., McGrouther D., Loos J. Graphene network organisation in conductive polymer composites // Macromolecular Chemistry and Physics. – 2012. – Vol. 213, № 12. – P. 1251-1258.
13. Ageev O.A., Ilin O.I., Kolomiitsev A.S., Konoplev B.G., Rubashkina M.V., Smirnov V.A., Fedotov A.A. Development of a technique for determining youngs modulus of vertically
aligned carbon nanotubes using the nanoindentation method // Nanotechnologies in Russia. – 2012. – Vol. 7, № 1-2. – P. 47-53.
14. Greiner C., Campo A.D., Arzt E. Adhesion of bioinspired micropatterned surfaces: effects of pillar radius, aspect ratio, and preload // Langmuir. – 2007. – Vol. 23, № 7. – P. 3495-502.
15. Huber G., Gorb S., Spolenak R., Arzt E. Resolving the nanoscale adhesion of individual gecko spatulae by atomic force microscopy // Biology Letters. – 2005. – № 1. – P. 2-4.
16. Агеев О.А., Ильин О.И., Климин В.С., Коломийцев А.С., Федотов А.А. Исследование режимов формирования и модификации ориентированных массивов углеродных нанотрубок методом PECVD на нанотехнологическом комплексе НАНОФАБ НТК-9 // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2011. – № 4 (117). – C. 69-77.
17. Агеев О.А., Ильин О.И., Климин В.С., Коноплев Б.Г., Федотов А.А. Исследование режимов формирования каталитических центров для выращивания ориентированных массивов углеродных нанотрубок методом PECVD // Химическая физика и мезоскопия. – 2011. – № 2. – Т. 13. – С. 226-231.
18. Агеев О.А., Ильин О.И., Коломийцев А.С., Коноплев Б.Г., Рубашкина М.В., Смирнов В.А., Федотов А.А. Определение геометрических параметров массива вертикально ориентированных углеродных нанотрубок методом атомно-силовой микроскопии // Микро- и наносистемная техника. – 2012. – № 3. – C. 9-13.
19. Миронов В.Л. Основы сканирующей зондовой микроскопии. – М.: Техносфера, 2004. – 143 с.
20. Коноплёв Б.Г., Агеев О.А., Коломийцев А.С. Формирование наноразмерных структур на кремниевой подложке методом фокусированных ионных пучков // Известия высших учебных заведений. Электроника. – 2011. – № 1 (87). – С. 29-34.
21. Агеев О.А., Коломийцев А.С. Исследование параметров взаимодействия фокусированных ионных пучков с подложкой // Известия высших учебных заведений. Электроника. – 2011. – № 3 (89). – С. 20-25.
22. Konoplev B.G., Ageev O.A., Smirnov V.A., Kolomiitsev A.S., Serbu N.I. Probe modification for scanning-probe microscopy by the focused ion beam method // Russian Microelectronics. – 2012. – Vol. 41, № 1. – С. 41-50.

Comments are closed.