Махно С. М. Електрофізичні властивості полімерних композиційних наноструктурованих матеріалів в нвч-діапазоні електромагнітного спектра

Робота на здобуття наукового ступеня доктора фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.18 – фізика і хімія поверхні. Інститут хімії поверхні ім. О.О.Чуйка НАН України, Київ, 2021. У роботі узагальнено основні принципи формування наноструктурних композиційних матеріалів для забезпечення високих значень діелектричної і магнітної проникності в надвисокочастотному (НВЧ) діапазоні на основі вуглецевих нанотрубок (ВНТ), графенових нанопластин (ГНП), гетероструктур, електропровідних структур типу «ядро-оболонка». Сформульовано концепцію синтезу нових наноструктур з високими діелектричними втратами, використовуючи методи модифікування поверхні полімеру та високодисперсних оксидів йодидом міді при концентраціях, які забезпечують максимальний прояв міжфазної взаємодії на електрофізичні властивості полімерних композитів. Показано, що значення ε' та ε" в НВЧ-діапазоні композитів полімер – ВНТ після обробки ВНТ методом безконтактного подрібнення матеріалів зростають у 2 рази, а поріг перколяції зменшується у 5 разів та суттєво зменшується насипна густина диспергованих ВНТ. Визначено фізико-хімічні принципи формування вуглецевмісних композитів із наночастинками заліза, нікелю, кобальту і їх комбінаціями. Одержано наночастинки NiCo на поверхні ГНП, SiO2, ВНТ. Методами ТЕМ і РФА показано, що розміри металевих фаз становлять 20-30 нм та забезпечують поглинають ЕМВ НВЧ-діапазону завдяки природному феромагнітному резонансу. Синтезовані гетероструктури CuS/CdS, Cu2S /CdS на основі нановолокон CdS з морфологією «ядро-оболонка» та аспектним числом ~ 10. Встановлено, що поріг перколяції для систем з ПВДФ становить 0,05 об’ємного вмісту. Система з Cu2S/CdS має вищі електрофізичні параметри. Розроблено, синтезовано та досліджено електрофізичні властивості нових магнітних наноматеріалів і нанокомпозитів з високими діелектричними і магнітними втратами у НВЧ-діапазоні ЕМВ та для створення поглинаючих матеріалів. Ключові слова: надвисокі частоти, гетероструктури, поріг перколяції, кластери, діелектрична та магнітна проникність, полімер, наноструктурні композити, міжфазна поверхня, вуглецеві нанотрубки.