Intra-Cycle Elastic Nonlinearity of Nitrogen-Doped Carbon Nanotube/Polymer Nanocomposites under Medium Amplitude Oscillatory Shear (MAOS) Flow
Notice bibliographique
Résumé
This study seeks to unravel the effect of carbon nanotube’s physical and chemical features on the final electrical and rheological properties of polymer nanocomposites thereof. Nitrogen-doped carbon nanotubes (N-CNTs) were synthesized over two different types of catalysts, i.e., Fe and Ni, employing chemical vapor deposition. Utilizing this technique, we were able to synthesize N-CNTs with significantly different structures. As a result, remarkable differences in the network structure of the nanotubes were observed upon mixing the N-CNTs in a polyvinylidene fluoride (PVDF) matrix, which, in turn, led to drastically different electrical and rheological properties. For instance, no enhancement in the electrical conductivity of poorly-dispersed (N-CNT)Ni/PVDF samples was observed even at high nanotube concentrations, whereas (N-CNT)Fe/PVDF nanocomposites exhibited an insulative behavior at 1.0 wt%, a semi-conductive behavior at 2.0 wt%, and a conductive behavior at 2.7 wt%. In terms of rheology, the most substantial differences in the viscoelastic behavior of the systems were distinguishable in the medium amplitude oscillatory shear (MAOS) region. The stress decomposition method combined with the evaluation of the elastic and viscous third-order Chebyshev coefficients revealed a strong intra-cycle elastic nonlinearity in the MAOS region for the poorly-dispersed systems in small frequencies; however, the well-dispersed systems showed no intra-cycle nonlinearity in the MAOS region. It was shown that the MAOS elastic nonlinearity of poorly-dispersed systems stems from the confinement of N-CNT domains between the rheometer’s plates for small gap sizes comparable with the size of the agglomerates. Moreover, the intra-cycle elastic nonlinearity of poorly-dispersed systems is frequency-dependent and vanished at higher frequencies. The correlation between the microstructure and viscoelastic properties under large shear deformations provides further guidance for the fabrication of high-performance 3D-printed electrically conductive nanocomposites with precisely controllable final properties for engineering applications.
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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) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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 ».