СИНТЕЗ КОМПОЗИЦИОННОЙ МЕМБРАНЫ НА ОСНОВЕ ОКСИДА ГРАФЕНА И НАНОКРАХМАЛА
https://doi.org/10.52676/1729-7885-2022-3-94-99
Аннотация
Интенсивные исследования нанокомпозитов способствуют разработке новых материалов в области медицины, наноэлектроники, материалов с высокой диэлектрической проницаемостью, энергетики, биотехнологий и информационных технологий. Поэтому синтез новых материалов путем модификации оксида графена нанокрахмалом и изучение его свойств представляют большой интерес. В данной работе синтезированы нанокомпозитные мембраны путем модификации оксида графена в объемном соотношении 1:1 нанокрахмалом и изучена их химическая структура методами инфракрасной и ультрафиолетовой спектроскопиями. Результаты исследования показали, что поглощение эфирной связи C=O в ультрафиолетовом спектре на полной длине составило 243 нм. В инфракрасном спектре обнаружены новые эфирные связи O=C-OH при длине волны 1150 см-1. Анализ с помощью сканирующей электронной микроскопии показывает, что оксид графена однородно покрыт крахмалом, это означает, что нанокрахмал успешно полимеризовался на поверхности нанолистов оксида графена и образовал сэндвич-подобные структуры. Рентгенофазовый анализ показал, что кристаллическая структура в определенной степени изменяется на аморфную из-за образования сложноэфирной связи между оксидом графена и крахмалом. Электрические свойства показали, что удельное сопротивление исходного оксида графена составило ρ = 5,53·103 Ом·м, а после его модификации крахмалом удельное сопротивление мембраны оксид графена/крахмал увеличилось на 2 порядка и составило 2,59·105 Ом·м. Согласно результатам, материалы с высокой диэлектрической проницаемостью очень важны в электротехнике и электронике. Поэтому нет никаких сомнений в том, что интерес к этой области будет большим.
Об авторах
Т. КуанышбековКазахстан
Усть-Каменогорск
Алматы
Ж. Сагдоллин
Казахстан
Усть-Каменогорск
Е. Жасасынов
Казахстан
Усть-Каменогорск
Н. Кайырбеков
Казахстан
Усть-Каменогорск
К. Акатан
Казахстан
Усть-Каменогорск
Алматы
С. Кабдрахманова
Казахстан
Усть-Каменогорск
Алматы
Н. Кантай
Казахстан
Усть-Каменогорск
Алматы
Ж. Толепов
Казахстан
Алматы
М. Тулегенова
Казахстан
Алматы
М. Бейсебеков
Казахстан
Алматы
Список литературы
1. Lambert, S. Environmental performance of bio-based and biodegradable plastics: the road ahead / S. Lambert, M. Wagner // Chem Soc Rev Chem Soc Rev 2017;46: 6855- 6871.
2. Wang, S. Nitrogen-containing amino compounds functionalized graphene oxide: synthesis, characterization and application for the removal of pollutants from wastewater: a review / S. Wang, X. Li, Y. Liu, C. Zhang, X. Tan, G. Zeng // J. Hazard Mater 2018;3421:77–91.
3. Ma, N. Folic acid-grafted bovine serum albumin decorated graphene oxide: An efficient drug carrier for targeted cancer therapy / N. Ma, J. Liu, W. He, Z. Li, Y. Luan, Y. Song, S. Garg // J. Colloid Interface Sci 2017;490:598– 607.
4. Ren, L. Functionalized graphene oxide for anti-VEGF siRNA delivery: preparation, characterization and evaluation in vitro and in vivo / L. Ren, Y. Zhang, C. Cui, Y. Bi, X..Ge // RSC Adv 2017;7:20553–66.
5. Feng, Y. A mechanically strong flexible and conductive film based on bacterial cellulose/grapheme nanocomposite / Y. Feng, Q. Zhang, YT. Shen, K. Yoshino, W. Feng // Carbohydrate Polymers 2012;87:644 649.
6. Potts, J.R. Graphene-based polymer nanocomposites / J.R. Potts, R.D. Dreyer, C.W. Bielawski, R.S. Ruoff // Polymer 2011;52.
7. Li, G.H. Flexible Solid-State Supercapacitors Based on Carbon Nanoparticles/MnO2 Nanorods Hybrid Structure / G.H. Li, K. Liu, Z.W. Ma // ACS Nano 2012;6:656–661.
8. Torres, F.G. Starch-based Biomaterials for Wound-dressing Applications / F.G. Torres, S. Commeaux, O.P. Troncoso // Starch 2013;65:543.
9. Baier, G. Suppressing unspecific cell uptake for targeted delivery using hydroxyethyl starch nanocapsules / G. Baier, D. Baumann, J.M. Siebert, A. Musyanovych, V. Mailander, K. Landfester // Biomacromolecules 2012;13:2704.
10. Krystyjan, M. Physicochemical, Bacteriostatic, and Biological Properties of Starch/Chitosan Polymer Composites Modified by Graphene Oxide, Designed as New Bionanomaterials / M. Krystyjan, G. Khachatryan, M. Grabacka, M. Krzan, M. Witczak, J. Grzyb, L. Woszczak // Polymers 2021;13:2327
11. Sayed, A. Abdel-raouf MEs. Green starch/graphene oxide hydrogel nanocomposites for sustained release applications / A. Sayed, M. Yasser // Chem Pap 2022;76:5119– 5132. https://doi.org/10.1007/s11696-022-02236-7
12. Nurul Nabilah Zaki, M. Physicochemical Analysis of Graphene Oxide-Reinforced Cassava Starch Biocomposites / Nurul Nabilah Zaki M., Muhamad Yuzaini Azrai, Yunin M., Norfatihah Adenam M., An’Amt Noor M., Khairul Nizar Syazwan Wong WS. Nooraini Yusoff, Hasyiya KarimahAdli // Biointerface Research in Applied Chemistry 2021;11:13232-13243. https://doi.org/10.33263/BRIAC115.1323213243
13. Seidi, F. Synthesis of hybrid materials using graft copolymerization on non-cellulosic polysaccharides via homogenous ATRP / F. Seidi, H. Salimi, A.A. Shamsabadi, M. Shabanian // Prog Polym Sci 2018;76:1-39
14. Chivrac. F. Progress in nano-biocomposites based on polysaccharides and nanoclays / F. Chivrac, E. Pollet, L. Avérous // Mater Sci Eng R Rep 2009;67:1-17
15. Imre, B. Reactive compatibilization of plant polysaccharides and biobased polymers: Review on current strategies, expectations and reality / B. Imre, L. García, D. Puglia, F. Vilaplana // Carbohydr Polym 2019;209:20-37.
16. Akatan, K. Synthesis of nanocomposite material through modification of graphene oxide by nanocellulose / K. Akatan, T. Kuanyshbekov, S. Kabdrakhmanova, A. Imasheva, A. Battalova, R. Abylkalykova, A. Nasyrova, Z. Ibraeva // Chemical Bulletin of Kazakh National University 2021;102(3):14-20. https://doi.org/10.15328/cb1238
17. Kaiyrbekov, N. Modification of nanostarch by citric acid / N. Kaiyrbekov, K. Akatan, S. Kabdrakhmanova, T. Kuanyshbekov, A. Imasheva, A..Battalova // Physical Sciences and Technology 2021;8:66-70.
18. Amirsoleimani, Mina. Surface modification of nanosatrch using nano silver: a potential antibacterial for food package coating / Mina Amirsoleimani, Mohammad Khalilzadeh A, Fatemeh Sadeghifar, Hasan Sadeghifar // J. Food Sci Technol 2018;55:899–904. https://doi.org/10.1007/s13197-017-2996-7
19. Sayed, Asmaa. Green starch/graphene oxide hydrogel nanocomposites for sustained release applications / Asmaa Sayed,·Mai Yasser, Manar Elsayed Abdel Raouf, Reham Mohsen // Chemical Papers 2022;76:5119–5132. https://doi.org/10.1007/s11696-022-02236-7
20. Tahrima Rouf1, B. Biodegradable biopolymer–graphenenanocomposites / Tahrima Rouf1 B, Jozef Kokin L. // Journal of Materials Science 2016;51. https://doi.org/10.1007/s10853-016-0238-4
21. Compton, O.C. Chemically Active Reduced Graphene Oxide with Tunable C/O Ratios // ACS Nano 2011; 5:4380–4391.
22. He, S. Enhanced wave absorption of nanocomposites based on the synthesized complex symmetrical CuS nanostructure and poly (vinylidene fluoride) / S. He, G.S. Wang, C. Lu, X. Luo, B. Wen, L. Guo, M.S. Cao // J. Mater Chem A 2013;1:4685.
23. Song, W.L. Improved dielectric properties and highly efficient and broadened bandwidth electromagnetic attenuation of thickness-decreased carbon nanosheet/wax composites / W.L. Song, M.S. Cao, M.M. Lu, J. Liu, J. Yuan, L.Z. Fan // J Mater Chem C 2013;1:1846.
24. Zhang, J. Conducting polymers directly coated on reduced grapheneoxide sheets as high-performance supercapacitor electrodes / J. Zhang, X. Zhao // The Journal of Physical Chemistry C 2012;116:5420.
Дополнительные файлы
Рецензия
Для цитирования:
Куанышбеков Т., Сагдоллин Ж., Жасасынов Е., Кайырбеков Н., Акатан К., Кабдрахманова С., Кантай Н., Толепов Ж., Тулегенова М., Бейсебеков М. СИНТЕЗ КОМПОЗИЦИОННОЙ МЕМБРАНЫ НА ОСНОВЕ ОКСИДА ГРАФЕНА И НАНОКРАХМАЛА. Вестник НЯЦ РК. 2022;(3):94-99. https://doi.org/10.52676/1729-7885-2022-3-94-99
For citation:
Kuanyshbekov T., Sagdollin Zh., Zhasasynov E., Kaiyrbekov N., Akatan K., Kabdrakhmanova S., Kantai N., Tolepov Zh., Tulegenova M., Beisebekov M. SYNTHESIS OF COMPOSITE MEMBRANE BASED ON GRAPHENE OXIDE AND NANOSTARCH. NNC RK Bulletin. 2022;(3):94-99. https://doi.org/10.52676/1729-7885-2022-3-94-99