Диспергирование индивидуальных одностенных углеродных нанотрубок в водных растворах поверхностно-активных веществ ниже ККМ

Теоретически и экспериментально исследованы дисперсии одностенных углеродных нанотрубок (SWCNT) в растворах поверхностно-активных веществ ниже критической концентрации мицеллообразования (ККМ). Моделирование методом диссипативной динамики частиц (DPD) крупнозернистой модели показывает, что адсорбция поверхностно-активных веществ на трубках малого диаметра при C ≈ 0,3 CККМ преимущественно определяется агрегацией молекул поверхностно-активного вещества в адсорбированные мицеллы. Также установлено, что адсорбция поверхностно-активного вещества практически завершается при концентрации около C ≈ 0,5 CККМ. Дальнейшее увеличение концентрации поверхностно-активного вещества лишь незначительно влияет на радиальную плотность головных групп, что указывает на возможность полной стабилизации SWCNT в растворах ниже ККМ. Дисперсии SWCNT в растворах анионных поверхностно-активных веществ — додецилсульфата натрия (SDS) и додецилбензолсульфоната натрия (SDBS) — ниже ККМ содержат значительную долю диспергированных индивидуальных трубок и небольших пучков, что согласуется с результатами модельных расчётов.