Оптические свойства композитов из полиметилметакрилата и полиэтилена с микронными частицами графитоподобного нитрида углерода

Исследованы пленочные гетероструктуры из полиметилметакрилата и полиэтилена низкой плотности с включенными в их состав микронными частицами полупроводника (графитоподобного нитрида углерода g-C₃N₄), изготовленные по методике смешивания компонентов и литья. Такие гетероструктуры актуальны для создания экологически дружественных новых оптических элементов обработки информации. Созданы свободные сплошные пленки на основе полиметилметакрилата и полиэтилена низкой плотности толщиной 30–50 мкм и пористые пленки на основе полиметилметакрилата толщиной 50–500 мкм. Содержание добавленного полупроводника составляло 5 мас.%, что обеспечивало их целостность и механическую устойчивость при транспортировке и последующих исследованиях. По оптическим спектрам пропускания этих пленок и их фотолюминесценции установлено, что включенный в исследованные полимерные матрицы g-C₃N₄ сохраняет свой размер и полупроводниковые свойства. Частицы распределены в синтезированных материалах квазиравномерно. Обнаружено, что спектры пропускания исследованных гетероструктур имеют квазилинейную зависимость интенсивности прошедшего излучения от длины волны падающего излучения, что в фотонике может быть использовано для создания спектрально чувствительных элементов.

1. Структурные и фотолюминесцентные свойства графитоподобного нитрида углерода / А. В. Баглов [и др.] // Физика и техника полупроводников. 2020. Т. 54, № 2. С. 176–180. DOI: 10.21883/0000000000.

2. Синтез графитоподобного нитрида углерода на поверхности Fe3O4 / Е. Б. Чубенко [и др.] // Неорганические материалы. 2021. Т. 57, № 2. С. 144–149. DOI: 10.31857/S0002337X21020056.

3. Synthesis and Fabrication of g-C3N4 Based Materials and Their Application in Elimination of Pollutants / Z. Chen [et al.] // Science of the Total Environment. 2020. Vol. 731. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.139054.

4. Vasile, C. Polymeric Nanocomposites and Nanocoatings for Food Packaging: A Review / C. Vasile // Materials. 2018. Vol. 11, No 10. https://doi.org/10.3390/ma11101834.

5. Nanocomposite Films and Coatings Using Inorganic Nanobuilding Blocks (NBB): Current Applications and Future Opportunities in the Food Packaging Sector / I. U. Unalan[et al.] // RSC Advances. 2014. Vol. 4, No 56. P. 29393–29428. DOI: 10.1039/C4RA01778A.

6. Solution Casting Method for PVC Nanocomposites with Functionalized Single-Walled Carbon Nanotubes / T. V. Vlasova [et al.] // arXiv preprint arXiv:1112.2062. 2011.

7. Структура спектров фотолюминесценции легированного кислородом графитоподобного нитрида углерода / Е. Б. Чубенко [и др.] // Журнал прикладной спектроскопии. 2020. Т. 87, вып. 1. С. 14–20.

8. Temperature-Dependent Photoluminescence of g-C3N4: Implication for Temperature Sensing / D. Das [et al.] // ASC Applied Materials & Interfaces. 2016. Vol. 8, No 3. P. 2181–2186. DOI: 10.1021/acsami.5b10770.

9. The Origins of the Broadband Photoluminescence from Carbon Nitrides and Applications to White Light Emitting / Z. Gan [et al.] // Nana Research. 2016. Vol. 9, No 6. P. 1801–1812. DOI: 10.1007/s12274-016-1073-2.

10. Fe-Doped g-C3N4: High-Performance Photocatalysts in Rhodamine B Decomposition / M. Nguyen Van [et al.] // Polymers. 2020. Vol. 12, No 9. https://doi.org/10.3390/polym12091963.