Dispersion of Single-Walled Carbon Nanotubes with Oligo(<i>p</i>-phenylene ethynylene)s: A DFT Study
Notice bibliographique
Résumé
Pure carbon nanotubes (CNT) and CNT–polymer composites have many useful properties, ranging from electrical conductivity to superior mechanical strength. However, the full potential of using CNTs as reinforcements (in a polymer matrix, for example) has been severely limited because of complications associated with the dispersion of CNTs. CNTs tend to entangle with each other, forming materials with properties that fall short of expectations. One of the effective ways of dispersing CNTs is the use of short π-conjugated oligomers like oligo( p -phenylene ethynylene)s (OPEs) as dispersants. In this study, we provide a comprehensive investigation of the interactions between single-walled CNTs (SWCNTs) and OPEs with two different end groups; aldehyde (ALD) and dithiafulvene (DTF). The hybrid B3LYP and the dispersion (D)- and/or the long-range (LR)-corrected density functional theory (DFT) methods such as B97D, wB97XD, and CAM-B3LYP with the 6-31G(d) basis set are employed in obtaining electronic structure information (dipole moments and energy levels) for the gas-phase (single) oligomers and the (6,5) SWCNT and their combinations. In addition, the D- and/or LR-corrected DFT methods are used in determining binding energies and intermolecular distances for the OPE/SWCNT combinations. We focus on understanding the roles of oligomer’s end groups and side chains in the dispersion of SWCNTs. In agreement with the experimental observations, the electronic structure and the binding energy results show that OPE-DTF interacts more strongly with the SWCNT than OPE-ALD. This work also provides insight into why OPEs end-capped with DTFs are much more effective in the dispersion of CNTs than OPEs end-capped with ALDs. Furthermore, this computational analysis can be of use in choosing an appropriate D- and/or LR-corrected DFT method when studying properties of systems containing CNTs.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».