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The non-covalent interactions between carbon nanotubes and aromatic polyimide
Die polare Bindung zwischen Kohlenstoff-Nanoröhrchen und aromatischen Polyimide

19.06.2017

Wednesday, June 28, 2017; 13:00 on the 2nd floor Hall. Dr. Baode Zhang Institute of Physics, University of Freiburg (Germany)

Noncovalent interactions is important for various areas of chemistry, ranging from supramolecular host−guest complexes and biomolecular applications to the challenging task of advanced aerospace vehicles.

Noncovalent interactions play a fundamental role in nature for formation of nanostructure, playing an

increasingly important role in nanocomposites in which nanoscale interactions between nanofiller and polymer matrix control composite interfaces in nature. Carbon nanotubes reinforced aromatic polyimide nanocomposites has attracted great attentions for the development of advanced aerospace vehicles which relies heavily on the multifunctional structures. The hexagonal arrangement in the graphene sheet of CNTs is isomorphic to the wrapping atomic arrangement of carbon atoms in the aromatic rings on the polyimide (PI) backbone. Therefore aromatic rings tend to interact with nanotubes strongly via π - π interactions and form an ordered assembly of PI strands on the surface of nanotubes. However, the PI strands on the underlying hexagonal graphene sheet is determined not only by local π - π interactions, but also by the overall PI chain geometry and flexibility. In order to elucidate the significance of geometry and flexibility of PI chains in determining the interfacial interactions between nanotubes and PI(AAPB/ODPA) chains, the interaction between will be studied.

The seminar is organized in the frame of Baltic-German University Liaison Office project “Research of optical, electrical and gas sensing properties of nanocarbon based polymer nanomaterials to be applied for harvesting and storage of renewable energy” supported by the German Academic Exchange Service (DAAD) with funds from the Foreign Office of the Federal Republic Germany.


Polare Bindung ist für verschiedene Bereiche der Chemie wichtig: von supramolekularen Gast-Gast-Komplexen und biomolekularen Anwendungen bis zur herausfordernd Aufgabe von fortschrittlicher Luftfahrzeuge Bau.

In der Natur spielen Polare Bindungen eine fundamentale Rolle im Bereiche von der Bildung der Nanostruktur und haben eine zunehmend wichtige Rolle bei Nanokompositen, bei denen kontrollieren nanoskalierte Wechselwirkung in der Natur die zusammengesetzten Schnittstellen zwischen Nanozugabe und Polymermatrix. Kohlenstoff-Nanoröhrchen verstärkte aromatische Polyimid-Nanokomposite sind sehr interessant für die Entwicklung von fortschrittlichen Luftfahrzeugen, die stark auf die multifunktionalen Strukturen angewiesen sind. Die hexagonale Anordnung in der Graphenschicht von CNTs ist isomorph zu der wickelnden atomaren Anordnung von Kohlenstoffatomen in den aromatischen Ringen auf dem Polyimid (PI)-Rückgrat. Deshalb neigen aromatische Ringe dazu, mit Nanoröhrchen stark über π - π Wechselwirkungen zu binden und eine geordnete Anordnung von PI-Strängen auf der Oberfläche von Nanoröhrchen zu bilden.

Allerdings werden die PI-Zwirne auf dem darunter liegenden hexagonalen Graphenblatt nicht nur durch lokale Wechselwirkungen, sondern auch durch die gesamte PI-Kettengeometrie und Flexibilität bestimmt. Um die Bedeutung von Geometrie und Flexibilität von PI-Ketten bei der Bestimmung der Grenzflächenwechselwirkungen zwischen Nanoröhrchen und PI (AAPB / ODPA) -Ketten zu erhellen, wird die Interaktion zwischen untersucht.

Seminar ist im Rahmen des Baltisch-Deutsches Hochschulkontors DHK-Projekt “Untersuchung der optischen, elektrischen und gasfühlenden Eigenschaften von Nanomaterialien auf Polymerbasis für Anwendungen zum Gewinnen und Speichern von erneuerbaren Energien” organisiert. Dieses Projekt des Baltisch-Deutschen Hochschulkontors wird durch den Deutschen Akademischen Austauschdienst (DAAD) aus Mitteln des Auswärtigen Amtes der Bundesrepublik Deutschland gefördert.