ГРАФЕН ОКСИДІ МЕН НАНО-КРАХМАЛ НЕГІЗІНДЕГІ КОМПОЗИТТІК МЕМБРАНАНЫҢ СИНТЕЗІ

Нанокомпозиттерді қарқынды зерттеу медицина, наноэлектроника, жоғары диэлектрлік материалдар, энергетика, биотехнология және ақпараттық технологиялар салаларында жаңа материалдарды дамытуға ықпал етеді. Сондықтан графен оксидін нанокрахмалмен модификациялау арқылы жаңа материалдарды синтездеу және оның қасиеттерін зерттеу үлкен қызығушылық тудырады. Бұл зерттеуде нанокомпозиттік мембрана графен оксидін 1:1 көлемдік қатынасында нанокрахмалмен модификациялау арқылы синтезделді және олардың химиялық құрылымдары инфра қызыл және ультра күлгін-спектроскопия арқылы зерттелді. Зерттеу нәтижелері ультракүлгін спектрдегі C=O эфирлік байланысы 243 нм толық ұзындықтағы жұтылуын көрсетті. Инфра қызыл спектрі толқын ұзындығы 1150 см^-1 болатын O=C-OH жаңа эфирлік байланыстарды көрсетті. Сканерлеуші электрондық микроскоп талдауы графен оксидін крахмалмен біртекті қапталғанын көрсетеді, бұл нанокрахмал графен оксиді нанопарақтарының беттерінде сәтті полимерленіп, сэндвич тәрізді құрылымдар түзілгенін білдіреді. Рентген дифрактометрі талдауы графен оксиді мен крахмал арасында түзілген күрделі эфирлік байланыстың арқасында белгілі бір дәрежеде кристалдық құрылымнан аморфтыға өзгеретінін көрсетті. Электрлік қасиеттері бастапқы графен оксиднің меншікті кедергісі ρ = 5,53·10³ Ом·м және оны крахмалмен түрлендіруден кейін графен оксиді/крахмал мембранасының кедергісі 2 ретке өскенін көрсетті, ол 2,59·10⁵ Ом·мге тең болды. Зерттеу нәтижелері бойынша жоғары диэлектрлік материалдар электротехника және электроникада өте маңызды. Сондықтан бұл салаға деген қызығушылықтың зор болатыны сөзсіз.

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.