https://sci.ldubgd.edu.ua/jspui/handle/123456789/14877 Thu, 13 Aug 2026 19:40:29 GMT 2026-08-13T19:40:29Z https://sci.ldubgd.edu.ua/jspui/handle/123456789/18856 Title: НАНОКОМПОЗИТИ З ПІДВИЩЕНОЮ ВОГНЕЗАХИСНОЮ ЕФЕКТИВНІСТЮ ДЛЯ СЕНСОРНОЇ ЕЛЕКТРОНІКИ Authors: Жиденко, Ілля Володимирович Description: Дисертація присвячена розв’язанню актуального науково-технічного завдання з експериментального дослідження та моделювання нанокомпозитів з підвищеною вогнезахисною ефективністю для сенсорної електроніки. Вона включає комплексне вивчення фізико-хімічних аспектів одержання нанокомпозитів, аналіз технологічних параметрів для досягнення максимальної термічної стійкості та оптимальних електричних властивостей. Дисертація також охоплює використання комп’ютерного моделювання для прогнозування поведінки матеріалів під впливом зовнішніх фізичних полів, а також для розробки методик оцінки перспектив підвищення вогнестійких властивостей та розширення функціональних застосувань композитних матеріалів з додаванням вуглецевих нанотрубок в умовах експлуатації. У першому розділі проведено літературних огляд щодо технологій одержання нанокомпозитів, методологій їх одержання. Показано, що додавання нанорозмірних елементів наповнення, таких як наночастинки, нанотрубки, у діелектричну матрицю дозволяє синтезувати матеріали з істотно покращеними фізичними властивостями. Попри значний об’єм досліджень у цій області, проблема вогнетривкості цих матеріалів до кінця не вивчена і потребує додаткових досліджень. У другому розділі представлено особливості одержання нанокомпозитів в вмістом одно- та багатостінкових нанотрубок, а також експериментальні методики їх дослідження та теотеричні моделі для комп’ютерних симуляцій. Описано методологію, а також програмно-апаратне забезпечення для електричної характеризації нанокомпозитів. Проаналізовано специфіку постановки експериментів методами імпеданс-спектроскопії, підходи до опрацювання одержаних спектрів імпедансу у рамках різних алгоритмів, процедуру відбору та аналізу результатів, специфіку моделювання експериментальних спектрів методами еквівалентних кіл. Представлено запропоновану методику вимірювання термічних властивостей полімерів з домішками вуглецевих нанотрубок. У третьому розділі представлено результати теоретичних досліджень нанокомпозитів, сформованих додаванням нанорозмірних елементів наповнення (нанотрубок) у діелектричну матрицю. Запропонована система чисельного моделювання нанотрубок у діелектричному середовищі, яка дозволяє параметризацію властивостей та візуалізацію результатів з використанням різних формалізмів опису електропровідності. Модель враховує ефект тунельної провідності, що має значний вплив на електричні взаємодії між нанорозмірними об’єктами. Симуляції доводять можливість контролю над орієнтацією нанотрубок у гібридних композитах за допомогою зовнішніх полів, таким чином, вказуючи на можливість динамічного керування їхніми електричними властивостями. Шляхом розрахунків для моделі показано, що при відстані тунелювання у межах 1,5-3 нм провідність нанокомпозиту досягає 50 См/м при об’ємній концентрації нанотрубок 2%. Збільшення відношення довжини нанотрутрубок до діаметра до 120, дозволяє досягнути провідності 90 См/м при концентрації не більшій за 0,05%. У четвертому розділі представлено результати експериментальних досліджень властивостей нанокомпозитів. Для експериментів та оцінки можливостей практичного застосування формувалися композитні наноструктури «полімер – одностінкові вуглецеві нанотрубки» та «полімер – багатостінкові вуглецеві нанотрубки». Показано, що агрегація нанотрубок усередині полімеру більше властива композитам на основі багатостінкових нанотрубок. Проведено комплексне дослідження змін електричного опору одержаних нанокомпозитних структур від температури, частоти прикладеної змінної напруги та дози поглинутого бета- та гамма-випромінювання. Показано, що додавання нанотрубок до полімеру підвищує електропровідність та покращує чутливість до радіаційного впливу. Показано, що радіаційні дефекти, які створюються після поглинання дози випромінювання, призводять до створення рівнів захоплення, що вивільняються і дають внесок у електропровідність нанокомпозитів у межах температур 230–260 К. Досліджено термічні властивості нонокомпозитів, які визначають їх вогнестійкість. Визначено, що ступінь диспергування нанотрубок у полімерній матриці відіграє значну роль у регулюванні вогнезахисної ефективності нанокомпозитів. Для теплового профілю зразків з часом диспергування нанотрубок 2 год характерною є пікова різниця температур у 55 оС, тоді як для зразків з часом диспергування нанотрубок 1 год така різниця не перевищує 50 оС. На основі порівняльного аналізу динаміки передачі тепла оцінено, що збільшення часу диспергування на 1 год покращує вогнетривкість на 15%. Встановлено вплив типу та концентрації нанотрубок з чистотою понад 95% на термічні характеристики полімерних нанокомпозитів. Оптимальний концентраційний діапазон для досягнення покращеної термічну стабільність та теплопровідності має межі 1,5-2,5%, а заміна одностінкових вуглецевих нанотрубок на багатостінкові при інших ідентичних умовах покращує вогнетривкість кінцевого нанокомпозиту орієнтовно на 25%. Tue, 30 Jul 2024 00:00:00 GMT https://sci.ldubgd.edu.ua/jspui/handle/123456789/18856 2024-07-30T00:00:00Z https://sci.ldubgd.edu.ua/jspui/handle/123456789/18843 Title: Computer-Based Modeling of Field-Managed Percolation in 3D Arrangements of Linear Nanotubes Authors: Жиденко, Ілля Володимирович; Чалий, Дмитро Олександрович; Карбовник, Іван Дмитрович; Клим, Галина Іванівна Abstract: The investigation focused on the phenomenon of percolation within a system of straight nanotubes, with the development of an adapted model to characterize this process. A computational algorithm was devised to ascertain the percolation probability of nanotubes, utilizing tools for 3D graphics visualization. The study delved into the impact of geometric dimensions and nanotube concentration on the percolation probability. The research explored the correlation between percolation probability and the dispersion angle, which determines the orientation of nanotubes. By analyzing this relationship, fundamental patterns emerged in the formation of conductive clusters under the influence of an electric field. This analysis facilitated the identification of optimal parameters for a nanotube system capable of demonstrating field-controlled percolation. Thu, 28 Nov 2024 00:00:00 GMT https://sci.ldubgd.edu.ua/jspui/handle/123456789/18843 2024-11-28T00:00:00Z https://sci.ldubgd.edu.ua/jspui/handle/123456789/18842 Title: Computer Modeling of Percolating Arrays of Bent Nanotubes Authors: Жиденко, Ілля Володимирович; Клим, Галина Іванівна; Чалий, Дмитро Олександрович; Карбовник, Іван Дмитрович Abstract: This study employs three-dimensional computer simulations to investigate the formation of nanotube networks within non-conductive volumes. The main focus is on analyzing the electrical properties of these networks, considering various conductivity mechanisms. The simulations provide a comprehensive exploration of nanotube networks with diverse geometrical parameters, offering insights into how these parameters affect their electrical behavior under different conditions. To ensure the reliability of our findings, rigorous validation procedures were implemented, comparing our computational results against established benchmarks. This validation process verified the accuracy and consistency of our simulations. Through systematic variation of the nanotube network’s geometric parameters in numerical experiments, we aimed to uncover the intricate relationship between network geometry and electrical conductivity. This approach allowed us to elucidate the complex dynamics governing nanotube networks’ electrical performance. Thu, 07 Nov 2024 00:00:00 GMT https://sci.ldubgd.edu.ua/jspui/handle/123456789/18842 2024-11-07T00:00:00Z https://sci.ldubgd.edu.ua/jspui/handle/123456789/18841 Title: Thermal Properties of Refractory SWCNT-Based Nanocomposites Investigated by Automated Approach Authors: Жиденко, Ілля Володимирович; Клим, Галина Іванівна; Карбовник, Іван Дмитрович; Костів, Юрій Михайлович; Васильчишин, Іванна Іванівна; Чалий, Дмитро Олександрович Abstract: Thermal properties of refractory nanocomposites with embedded single-walled carbon nanotubes were investigated using proposed automated approach. In this approach, differences in nanocomposites with varying parameters, observed under temperature differentials and thermal loads, are highlighted. These findings are crucial for their integration into sensor systems and for applications requiring enhanced fire resistance. The results indicate that nanocomposites with a nanotube dispersion time of 2 hours exhibit a peak temperature difference of 55 “C, while those with a 1-hour dispersion time show a maximum difference of 50 °C. A comparative analysis of heat transfer dynamics suggests that extending the dispersion time by 1 hour increases fire resistance by 15%. Mon, 25 Nov 2024 00:00:00 GMT https://sci.ldubgd.edu.ua/jspui/handle/123456789/18841 2024-11-25T00:00:00Z