Роль адсорбции поверхностно-активного вещества при ультразвуковой обработке в диспергировании одностенных углеродных нанотрубок

Диспергирование одностенных углеродных нанотрубок в водном растворе с использованием ионного поверхностно-активного вещества исследовали методами рамановской и флуоресцентной спектроскопии в процессе ультразвуковой обработки. В ходе процесса устанавливается равновесие между свободными отдельными нанотрубками и агрегатами или пучками, ограничивающее достижимую концентрацию первых. Это равновесие определяется концентрацией свободного додецилсульфата натрия. При концентрациях поверхностно-активного вещества ниже этого значения флуоресценция смещается в область меньших энергий вследствие повышения микрополярности, обусловленного ассоциацией воды на поверхности нанотрубок. Предполагается, что механизм диспергирования связан с образованием зазоров или пространств на концах пучков в условиях высокого сдвига в ультразвуково обрабатываемом растворе. Затем адсорбция и диффузия поверхностно-активного вещества распространяют это пространство вдоль пучка, разделяя отдельные нанотрубки. Показано, что определяющим процессом является адсорбция; это подтверждается использованием выведенной кинетической модели диспергирования и определением характеристической скорости изоляции нанотрубок.