ИЗМЕНЕНИЕ ОПТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ФУЛЛЕРЕНА C70 В ПОЛИАНИЛИНОВОЙ МАТРИЦЕ
Аннотация
В данном исследовании изучаются оптические свойства и особенности агрегации растворов полианилина (PANI) и фуллерена C70 в N-метил-2-пирролидоне (NMP). Для анализа межмолекулярных взаимодействий и структурных изменений в растворе использовались рефрактометрия, УФ–видимая абсорбционная спектроскопия и рамановская спектроскопия. Результаты измерения показателя преломления выявили его увеличение с ростом концентрации и незначительное снижение со временем, что указывает на повышение поляризуемости и постепенную структурную релаксацию в системах PANI/C70. Абсорбционная спектроскопия показала, что C70 вызывает интенсивное поглощение в УФ-области и одновременно изменяет характерную полосу PANI в видимом диапазоне, подтверждая наличие донорно-акцепторных взаимодействий. Изменения спектров во времени свидетельствуют об агрегации C70 и конформационной реорганизации цепей PANI. Рамановский анализ показал, что колебательный отклик преимущественно определяется NMP, тогда как небольшие спектральные различия подтверждают присутствие и стабильность растворённых компонентов. Полученные результаты дают комплексное представление о взаимодействиях, опосредованных растворителем, механизмах агрегации и оптическом поведении систем PANI/C70 в растворе.
Об авторах
Список литературы
X. Lu, Z. Chen. Curved π-conjugation, aromaticity, and the related chemistry of small fullerenes (
S. A. Bakhramov, U. K. Makhmanov, B. A. Aslonov. The synthesis of C70 fullerene nanowhiskers using the evaporating drop method. Condens. Matter. 8, 62–71 (2023).
B. Chan. Fullerene thermochemical stability: accurate heats of formation for small fullerenes, the importance of structural deformation on reactivity, and the special stability of C60. J. Phys. Chem. A. 124, 6688–6698 (2020).
M. Paukov, C. Kramberger, I. Begichev, M. Kharlamova, M. Burdanova. Functionalized fullerenes and their applications in electrochemistry, solar cells, and nanoelectronics. Materials. 16, 1276 (2023).
A. V. Baskar, M. R. Benzigar, S. N. Talapaneni, G. Singh, A. S. Karakoti, J. Yi, A. Vinu. Self-assembled fullerene nanostructures: synthesis and applications. Adv. Funct. Mater. 32, 2106924 (2022).
M. A. Lebedeva, T. W. Chamberlain, A. N. Khlobystov. Harnessing the synergistic and complementary properties of fullerene and transition-metal compounds for nanomaterial applications. Chem. Rev. 115, 11301–11351 (2015).
U. K. Makhmanov, A. M. Kokhkharov, S. A. Bakhramov, A. X. Shukurov, S. A. Esanov, Z. Bekmurodov, K. N. Musurmonov. Peculiarities of C70 fullerene in a binary mixture of xylene and tetrahydrofuran. Rom. J. Phys. 70, 617 (2025).
O. Ito, F. D’Souza. Recent advances in photoinduced electron transfer processes of fullerene-based molecular assemblies and nanocomposites. Molecules. 17, 5816–5835 (2012).
A. Kausar. Advances in polymer/fullerene nanocomposite: a review on essential features and applications. Polym. Plast. Technol. Eng. 56, 594–605 (2017).
U. K. Makhmanov, X. Jiang, J. Yang, A. M. Kokhkharov, S. A. Bakhramov, E. A. Tursunkulov. Non-covalent polymer–fullerene interactions and their influence on the optical properties of C70 in polystyrene matrices. Fuller. Nanotub. Car. N. 1–7 (2026).
A. R. Puente Santiago, O. Fernandez-Delgado, A. Gomez, M. A. Ahsan, L. Echegoyen. Fullerenes as key components for low-dimensional (photo) electrocatalytic nanohybrid materials. Angew. Chem. Int. Ed. 60, 122–141 (2021).
S. M. Ryno, M. K. Ravva, X. Chen, H. Li, J. L. Brédas. Molecular understanding of fullerene–electron donor interactions in organic solar cells. Adv. Energy Mater. 7, 1601370 (2017).
K. R. Graham, C. Cabanetos, J. P. Jahnke, M. N. Idso, A. El Labban, G. O. Ngongang Ndjawa, M. D. McGehee. Importance of the donor: fullerene intermolecular arrangement for high-efficiency organic photovoltaics. J. Am. Chem. Soc. 136, 9608–9618 (2014).
A. M. Al-Harthi, W. E. Mahmoud. Influence of the fullerene acceptor derivative on the structure, molecular interaction and optoelectronic properties of poly(3-hexylthiophene) blend films: elucidating key factors. Opt. Mater. 124, 112009 (2022).
A. Moliton, R. C. Hiorns. Review of electronic and optical properties of semiconducting π-conjugated polymers: applications in optoelectronics. Polym. Int. 53, 1397–1412 (2004).
A. Ramadan, M. Anas, S. Ebrahim, M. Soliman, A. I. Abou-Aly. Polyaniline/fullerene derivative nanocom-posite for highly efficient supercapacitor electrode. Int. J. Hydrog. Energy. 45, 16254–16265 (2020).
M. Baibarac, P. Gómez-Romero. Nanocomposites based on conducting polymers and carbon nanotubes: from fancy materials to functional applications. J. Nanosci. Nanotechnol. 6, 289–302 (2006).
A. Kausar. Fullerene nanowhisker nanocomposite—Current stance and high-tech opportunities. Polym.-Plast. Tech. Mat. 61, 1908–1923 (2022).
R. J. Mathew, A. R. Chandran, K. J. Saji, U. S. Sajeev. Unveiling the enhanced optical limiting of polyaniline–fullerene composite investigated by z-scan. Opt. Mater. 152, 115428 (2024).
S. Morita, A. A. Zakhidov, K. Yoshino. Doping effect of buckminsterfullerene in conducting polymer: change of absorption spectrum and quenching of luminescence. Solid State Commun. 82, 249–252 (1992).
I. Sapurina, M. Mokeev, V. Lavrentev, V. Zgonnik, M. Trchová, D. Hlavatá, J. Stejskal. Polyaniline complex with fullerene C60. Eur. Polym. J. 36, 2321–2326 (2000).
M. Baibarac, I. Baltog, M. Daescu, S. Lefrant, P. Chirita. Optical evidence for chemical interaction of the polyaniline/fullerene composites with N-methyl-2-pyrrolidinone. J. Mol. Struct. 1125, 340–349 (2016).
S. Xiong, F. Yang, G. Ding, K. Y. Mya, J. Ma, X. Lu. Covalent bonding of polyaniline on fullerene: enhanced electrical, ionic conductivities and electrochromic performances. Electrochim. Acta. 67, 194–200 (2012).
R. Dallaev. Conductive polymer thin films for energy storage and conversion: supercapacitors, batteries, and solar cells. Polymers. 17, 2346 (2025).
M. Beygisangchin, S. Abdul Rashid, S. Shafie, A. R. Sadrolhosseini, H. N. Lim. Preparations, properties, and applications of polyaniline and polyaniline thin films: a review. Polymers. 13, 2003 (2021).
N. Politakos, I. Zalakain, B. F. d’Arlas, A. Eceiza, G. Kortaberria. Optical, structural and electrical properties of polyaniline systems doped with C60 and small gap C60 fullerenes. Mater. Chem. Phys. 142, 387–394 (2013).
T. Lin, H. Yu, L. Wang, Q. Ma, H. Huang, L. Wang, D. A. Lemenovskiy. A study on the fabrication and microwave shielding properties of PANI/C60 heterostructures. Polym. Compos. 42, 1961–1976 (2021).
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.