Диспергирование углеродных нанотрубок с помощью поверхностно-активных веществ SDS: исследование с точки зрения энергии связывания

Диспергирование углеродных нанотрубок с использованием поверхностно-активных веществ — додецилсульфата натрия (SDS) — исследовали методом молекулярно-механического моделирования с энергетической точки зрения. Сначала была рассчитана энергия взаимодействия углеродных нанотрубок в пучке для оценки силы, необходимой для отделения нанотрубки от пучка. Затем была оценена энергия связывания между возрастающим числом молекул SDS и углеродной нанотрубкой, чтобы определить пороговое число молекул поверхностно-активного вещества, необходимое для диспергирования. С помощью ультразвуковой обработки достаточное количество молекул SDS, как было установлено, проникает в исходный зазор между одной нанотрубкой и другими нанотрубками в пучке. Дальнейшее накопление молекул поверхностно-активного вещества в области зазора приводит к его расширению вплоть до полного диспергирования. Помимо анализа диспергирования с точки зрения энергии взаимодействия и энергии связывания, были выявлены четыре процесса накопления, позволяющие охарактеризовать морфологию агрегатов поверхностно-активных веществ SDS на поверхности углеродных нанотрубок, а также влияние диаметра углеродной нанотрубки на плотность адсорбции.