Кластероутворення фулеренів у рідинній системі C70–N-метил-2-піролідон–толуол

L. A. Bulavin; T. V. Nagorna; O. A. Kyzyma; D. Chudoba; O. I. Ivankov; A. V. Nagornyi; M. V. Avdeev

doi:10.15407/ujpe63.2.116

Кластероутворення фулеренів у рідинній системі C70–N-метил-2-піролідон–толуол

Автор(и)

L. A. Bulavin Taras Shevchenko National University of Kyiv
T. V. Nagorna Taras Shevchenko National University of Kyiv
O. A. Kyzyma Joint Institute for Nuclear Research
D. Chudoba Uniwersytet im. Adama Mickiewicza w Poznaniu
O. I. Ivankov Institute for Safety Problems of Nuclear Power Plants, Nat. Acad. of Sci. of Ukraine
A. V. Nagornyi Joint Institute for Nuclear Research
M. V. Avdeev Joint Institute for Nuclear Research

DOI:

https://doi.org/10.15407/ujpe63.2.116

Ключові слова:

кластероутворення фулеренiв C70, малокутове розсiяння нейтронiв

Анотація

У роботi методом малокутового розсiяння нейтронiв проаналiзовано поведiнку рiдинної системи C70–N-метил-2-пiролiдон–толуол. Результати експериментiв вказують на наявнiсть селективної сольватацiї системи, причини якої обговорюються.

Посилання

<ol><li>L. Wang. Solvated fullerenes, a new class of carbon materials suitable for high-pressure studies: A review. J. Phys. Chem. Solids 84, 85 (2015).
<a href="https://doi.org/10.1016/j.jpcs.2014.06.007">https://doi.org/10.1016/j.jpcs.2014.06.007</a>
</li>
<li>M. Xing, R. Wang, J. Yu. Application of fullerene C60 nano-oil for performance enhancement of domestic refrigerator compressors. Int. J. Refrig. 40, 398 (2014).
<a href="https://doi.org/10.1016/j.ijrefrig.2013.12.004">https://doi.org/10.1016/j.ijrefrig.2013.12.004</a>
</li>
<li>S. Afreen, K. Muthoosamy, S. Manickam et al. Functionalized fullerene (C60) as a potential nanomediator in the fabrication of highly sensitive biosensors. Biosens. Bioelectr. 63, 354 (2015).
<a href="https://doi.org/10.1016/j.bios.2014.07.044">https://doi.org/10.1016/j.bios.2014.07.044</a>
</li>
<li>A.V. Eletskii, B.M. Smirnov. Fullerenes and carbon structure. Usp. Fiz. Nauk 165, 977 (1995) (in Russian).
<a href="https://doi.org/10.3367/UFNr.0165.199509a.0977">https://doi.org/10.3367/UFNr.0165.199509a.0977</a>
</li>
<li>Y. Marcus. Solubilities of buckminsterfullerene and sulfur hexafluoride in various solvents. J. Phys. Chem. 101, 942 (1997).
<a href="https://doi.org/10.1021/jp970671s">https://doi.org/10.1021/jp970671s</a>
</li>
<li>Y. Marcus, A.L. Smith, M.V. Korobov et al. Solubility of C60 fullerene. J. Phys. Chem. B 105, 13 (2001).
<a href="https://doi.org/10.1021/jp0023720">https://doi.org/10.1021/jp0023720</a>
</li>
<li>A.N. Kinchin, A.M. Kolker, N.I Islamova. Correlation between the thermodynamic parameters of fullerene C60 solution and the properties of non-aqueous solvents. Zh. Fiz. Khim. 76, 1772 (2002) (in Russian).
</li>
<li>J. Labille, J. Brant, F. Villieras et al. Affinity of C60 fullerenes with water. Fulleren. Nanotub. Carbon Nanostruct. 14, 307 (2006).
<a href="https://doi.org/10.1080/15363830600665250">https://doi.org/10.1080/15363830600665250</a>
</li>
<li>I.E. Serdyuk, I.V. Belochkina, A.P. Kryshtal, A.D. Roshal, I.M. Neklyudov, B.V. Borshch, V.N. Voevodin, V.I. Tkachenko, B.P. Sandomirskii. Production and biological activity of aqueous colloidal solutions of C60 and C70 fullerene mixtures. Biotekhnologiya 4, 64 (2011) (in Russian).
</li>
<li> S. Yang, X. Mulet, T. Gengenbach et al. Limitations with solvent exchange methods for synthesis of colloidal fullerenes. Colloid. Surface. A 514, 21 (2017).
<a href="https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2016.11.021">https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2016.11.021</a>
</li>
<li> R.-H. Guo, C.-C. Hua, P.-C. Lin, T.-Y. Wang, S.-A. Chen. Mesoscale aggregation properties of C60 in toluene and chlorobenzene, Soft Matter 12, 6300 (2016).
<a href="https://doi.org/10.1039/C6SM00602G">https://doi.org/10.1039/C6SM00602G</a>
</li>
<li> U. Makhmanov, O. Ismailova, A. Kokhkharov et al. Features of self-aggregation of C60 molecules in toluene prepared by different methods. Phys. Lett. A 380, 2081 (2016).
<a href="https://doi.org/10.1016/j.physleta.2016.04.030">https://doi.org/10.1016/j.physleta.2016.04.030</a>
</li>
<li> A.V. Eletskii, B.M. Smirnov. Fullerenes in solutions, Usp. Fiz. Nauk 168, 1195 (1995).
</li>
<li> S. Nath, H. Pal, A. Sapre. Effect of solvent polarity on the aggregation of C60. Chem. Phys. Lett. 327, 143 (2000).
<a href="https://doi.org/10.1016/S0009-2614(00)00863-0">https://doi.org/10.1016/S0009-2614(00)00863-0</a>
</li>
<li> S. Nath, H. Pal, A. Sapre. Effect of solvent polarity on the aggregation of fullerenes: a comparison between C60 and C70. Chem. Phys. Lett. 360, 422 (2002).
<a href="https://doi.org/10.1016/S0009-2614(02)00780-7">https://doi.org/10.1016/S0009-2614(02)00780-7</a>
</li>
<li> N.O. Mchedlov-Petrossyan, N.N. Kamneva, Y.T.M. Al-Shuuchi, A.I. Marynin, S.V. Shekhovtsov. The peculiar behavior of fullerene C60 in mixtures of 'good' and polar solvents: Colloidal particles in the toluene–methanol mixtures and some other systems. Colloid. Surface. A 509 631 (2016).
<a href="https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2016.09.045">https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2016.09.045</a>
</li>
<li> M. Alf’e, B. Apicella, R. Barbella, A. Bruno, A. Ciajolo. Aggregation and interactions of C60 and C70 fullerenes in neat N-methylpyrrolidinone and in N-methylpyrrolidinone/toluene mixtures. Chem. Phys. Lett. 405, 193 (2005).
<a href="https://doi.org/10.1016/j.cplett.2005.02.030">https://doi.org/10.1016/j.cplett.2005.02.030</a>
</li>
<li> M. Alf’e, R. Barbella, A. Bruno, P. Minutolo, A. Ciajolo. Solution behaviour of C60 fullerene in N-methylpyrrolidinone/toluene mixtures. Carbon 43, 665 (2005).
<a href="https://doi.org/10.1016/j.carbon.2004.10.017">https://doi.org/10.1016/j.carbon.2004.10.017</a>
</li>
<li> V.L. Aksenov, T.V. Tropin, O.A. Kyzyma, M.V. Avdeev, M.V. Korobov, L. Roshta. To fullerene C60 clustering in nitrogen-containing solvents. Fiz. Tverd. Tela 52, 992 (2010) (in Russian).
</li>
<li> O.A. Kyzyma, M.V. Korobov, M.V. Avdeev, V.M. Garamus, V.I. Petrenko, V.L. Aksenov, L.A. Bulavin. Solvatochromism and fullerene cluster formation in C60/N-methyl-2-pyrrolidone. Fulleren. Nanotub. Carbon Nanostruct.18, 458 (2010).
<a href="https://doi.org/10.1080/1536383X.2010.487778">https://doi.org/10.1080/1536383X.2010.487778</a>
</li>
<li> T.V. Nagorna, O.A. Kyzyma, D.Chudoba, A.V. Nagornyi. Temporal solvatochromic effect in ternary C70/toluene/N-methyl-pyrrolidine-2-one solution. J. Mol. Liq. 235, 111 (2017).
<a href="https://doi.org/10.1016/j.molliq.2016.12.017">https://doi.org/10.1016/j.molliq.2016.12.017</a>
</li>
<li> M.V. Avdeev, V.L. Aksenov, T.V. Tropin. Models of fullerene clustering in solutions. Zh. Fiz. Khim. 84, 1405 (2010) (in Russian).
</li>
<li> N.O. Mchedlov-Petrossyan. Fullerenes in molecular liquids. Solutions in "good" solvents: Another view. J. Mol. Liq. 161, 1 (2011).
<a href="https://doi.org/10.1016/j.molliq.2011.04.001">https://doi.org/10.1016/j.molliq.2011.04.001</a>
</li>
<li> C.M. Sayes, J.D. Fortner, W. Guo, D. Lyon, A.M. Boyd, K.D. Ausman, Y.J. Tao, B. Sitharaman, L.J. Wilson, J.B. Hughes, J.L. West, V.L. Colvin. The differential cytotoxicity of water-soluble fullerenes. Nano Lett. 4, 1881 (2004).
<a href="https://doi.org/10.1021/nl0489586">https://doi.org/10.1021/nl0489586</a>
</li>
<li> O.A. Kyzyma, A.V. Tomchuk, M.V. Avdeev, T.V. Tropin, V.L. Aksenov, M.V. Korobov. Structural researches of carbonic fluid nanosystems. Ukr. J. Phys. 60, 835 (2015).
<a href="https://doi.org/10.15407/ujpe60.09.0835">https://doi.org/10.15407/ujpe60.09.0835</a>
</li>
<li> T.V. Tropin, M.V. Avdeev, O.A. Kyzyma, V.L. Aksenov. Nucleation theory models for describing kinetics of cluster growth in C60/NMP solutions. Phys. Status Solidi B 247, 3022 (2010).
<a href="https://doi.org/10.1002/pssb.201000119">https://doi.org/10.1002/pssb.201000119</a>
</li>
<li> T.V. Tropin, N. Jargalan, M.V. Avdeev, O.A. Kyzyma, R.A. Eremin, D. Sangaa, V.L. Aksenov. Kinetics of cluster growth in polar solutions of fullerene: Experimental and theoretical study of C60/NMP solution. J. Mol. Liq. 175, 4 (2012).
<a href="https://doi.org/10.1016/j.molliq.2012.08.003">https://doi.org/10.1016/j.molliq.2012.08.003</a>
</li>
<li> S. Andreev, D. Purgina, E. Bashkatova et al. Study of fullerene aqueous dispersion prepared by novel dialysis method: simple way to fullerene aqueous solution. Fulleren. Nanotub. Carbon Nanostruct. 23, 7 (2015).
<a href="https://doi.org/10.1080/1536383X.2014.998758">https://doi.org/10.1080/1536383X.2014.998758</a>
</li>
<li> N.P. Yevlampieva, Yu.F. Biryulin, E.Yu. Melenevskaja, V.N. Zgonnik, E.I. Rjumtsev. Aggregation of fullerene C60 in N-methylpyrrolidone. Colloid. Surface. A 209, 167 (2002).
<a href="https://doi.org/10.1016/S0927-7757(02)00177-2">https://doi.org/10.1016/S0927-7757(02)00177-2</a>
</li>
<li> A.I. Kuklin, D.V. Soloviov, A.V. Rogachev et al. New opportunities provided by modernized small-angle neutron scattering two-detector system instrument (YuMO). J. Phys. Conf. Ser. 291, 1 (2011).
<a href="https://doi.org/10.1088/1742-6596/291/1/012013">https://doi.org/10.1088/1742-6596/291/1/012013</a>
</li>
<li> Yu.I. Prylutskyy, V.I. Petrenko, O.I. Ivankov, O.A. Kyzyma, L.A. Bulavin, O.O. Litsis, M.P. Evstigneev, V.V. Cherepanov, A.G. Naumovets, U. Ritter. On the origin of C60 fullerene solubility in aqueous solution. Langmuir 30, 3967 (2014).
<a href="https://doi.org/10.1021/la404976k">https://doi.org/10.1021/la404976k</a>
</li>
<li> A.G. Soloviev, T.M. Solovieva, A.V. Stadnik et al. The upgrade of package for preliminary treatment of small-angle scattering spectra. JINR Commun. 10, 2003 (2003).
</li>
<li> A.A. Kaznacheevskaya, O.A. Kizima, L.A. Bulavin, A.V. Tomchuk,V.M. Garamus, M.V. Avdeev. Reorganization of the cluster state in a C60/N-methylpyrrolidone/water solution: Comparative characteristics of dynamic light scattering and small-angle neutron scattering data. J. Surf. Invest. X-ray Synchr. Neutr. Techn. 7, 1133 (2013).
</li>
<li> . Sivaraman, R. Dhamodaran, I. Kaliappan et al. Solubility of C70 in organic solvents. Fullerene Sci. Technol. 2 (3), 233 (1994).
<a href="https://doi.org/10.1080/15363839408009549">https://doi.org/10.1080/15363839408009549</a>
</li>
<li> T.V. Tropin, T.O. Kyrey, O.A. Kyzyma, A.V. Feoktistov, M.V. Avdeev, L.A. Bulavin, L. Rosta, V.L. Aksenov. Experimental investigation of C60/NMP/toluene solutions by UV-Vis spectroscopy and small-angle neutron scattering, J. Surf. Invest. X-ray, Synchrotron Neutron Techn. 7, 1 (2013).
<a href="https://doi.org/10.1134/S1027451013010199">https://doi.org/10.1134/S1027451013010199</a>
</li>
<li> O.A. Kyzyma, M.V. Korobov, M.V. Avdeev, V.M. Garamus, S.V. Snegir, V.I. Petrenko, V.L. Aksenov, L.A. Bulavin. Aggregate development in C60/N-metyl-2-pyrrolidone solution and its mixture with water as revealed by extraction and mass spectroscopy. Chem. Phys. Lett. 493, 103 (2010).
<a href="https://doi.org/10.1016/j.cplett.2010.04.076">https://doi.org/10.1016/j.cplett.2010.04.076</a>
</li>
<li> O.A. Kyzyma, L.A. Bulavin, V.L. Aksenov, M.V. Avdeev, T.V. Tropin, M.V. Korobov, S.V. Snegir, L. Rosta. Aggregation in C60/NMP, C60/NMP/water and C60/NMP/toluene mixtures. Fulleren. Nanotub. Carbon Nanostruct. 16, 610 (2008).
<a href="https://doi.org/10.1080/15363830802312982">https://doi.org/10.1080/15363830802312982</a>
</li>
<li> T.O. Kyrey, O.A. Kyzyma, M.V. Avdeev, T.V. Tropin, M.V. Korobov, V.L. Aksenov, L.A. Bulavin. Absorption characteristics of fullerene C60 in N-methyl-2-pirrolidone/toluene mixture. Fulleren. Nanotub. Carbon Nanostruct. 20, 341 (2012).
<a href="https://doi.org/10.1080/1536383X.2012.655173">https://doi.org/10.1080/1536383X.2012.655173</a>
</li>
<li> O.A. Kyzyma, T.O. Kyrey, M.V. Avdeev, M.V. Korobov, L.A. Bulavin, V.L. Aksenov. Non-reversible solvatochromism in N-methyl-2-pyrrolidone/toluene mixed solutions of fullerene C60. Chem. Phys. Lett. 556, 178 (2013).
<a href="https://doi.org/10.1016/j.cplett.2012.11.040">https://doi.org/10.1016/j.cplett.2012.11.040</a></li></ol>

Downloads

Опубліковано

2018-03-10

Як цитувати

Bulavin, L. A., Nagorna, T. V., Kyzyma, O. A., Chudoba, D., Ivankov, O. I., Nagornyi, A. V., & Avdeev, M. V. (2018). Кластероутворення фулеренів у рідинній системі C70–N-метил-2-піролідон–толуол. Український фізичний журнал, 63(2), 116. https://doi.org/10.15407/ujpe63.2.116

Завантажити посилання

Номер

Том 63 № 2 (2018)

Розділ

Фізика рідин та рідинних систем, біофізика і медична фізика

Ліцензія

Ліцензійний Договір
на використання Твору
м. Київ, Україна

Відповідальний автор та співавтори (надалі іменовані як Автор(и)) статті, яку він (вони) подають до Українського фізичного журналу, (надалі іменована як Твір) з одного боку та Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України в особі директора (надалі – Видавець) з іншого боку уклали даний Договір про таке:

1. Предмет договору.
Автор(и) надає(ють) Видавцю безоплатно невиключні права на використання Твору (наукового, технічного або іншого характеру) на умовах, визначених цим Договором.

2. Способи використання Твору.
2.1. Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору таким чином:
2.1.1. Використовувати Твір шляхом його видання в Українському фізичному журналі (далі – Видання) мовою оригіналу та в перекладі на англійську (погоджений Автором(ами) і Видавцем примірник Твору, прийнятого до друку, є невід’ємною частиною Ліцензійного договору).
2.1.2. Переробляти, адаптувати або іншим чином змінювати Твір за погодженням з Автором(ами).
2.1.3. Перекладати Твір у випадку, коли Твір викладений іншою мовою, ніж мова, якою передбачена публікація у Виданні.
2.2. Якщо Автор(и) виявить(лять) бажання використовувати Твір в інший спосіб, як то публікувати перекладену версію Твору (окрім випадку, зазначеного в п. 2.1.3 цього Договору); розміщувати повністю або частково в мережі Інтернет; публікувати Твір в інших, у тому числі іноземних, виданнях; включати Твір як складову частину інших збірників, антологій, енциклопедій тощо, то Автор(и) мають отримати на це письмовий дозвіл від Видавця.

3. Територія використання.
Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору способами, зазначеними у п.п. 2.1.1–2.1.3 цього Договору, на території України, а також право на розповсюдження Твору як невід’ємної складової частини Видання на території України та інших країн шляхом передплати, продажу та безоплатної передачі третій стороні.

4. Строк, на який надаються права.
4.1. Договір є чинним з дати підписання та діє протягом усього часу функціонування Видання.

5. Застереження.
5.1. Автор(и) заявляє(ють), що:
– він/вона є автором (співавтором) Твору;
– авторські права на даний Твір не передані іншій стороні;
– даний Твір не був раніше опублікований і не буде опублікований у будь-якому іншому виданні до публікації його Видавцем (див. також п. 2.2);
– Автор(и) не порушив(ли) права інтелектуальної власності інших осіб. Якщо у Творі наведені матеріали інших осіб за виключенням випадків цитування в обсязі, виправданому науковим, інформаційним або критичним характером Твору, використання таких матеріалів здійснене Автором(ами) з дотриманням норм міжнародного законодавства і законодавства України.

6. Реквізити і підписи сторін.
Видавець: Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України.
Адреса: м. Київ, вул. Метрологічна 14-б.
Автор: Електронний підпис від імені та за погодження всіх співавторів.