Влияние наноалмазов с различными состояниями поверхности на упаковку ионных каналов и протонную проводимость композитных перфторсульфоновых мембран

Сополимер типа Aquivion${}^\circledR$ модифицировали детонационными алмазами (размер 4–5 nm, концентрации 0.25–5.0 wt.%) и исследовали с помощью рассеяния нейтронов, измеряя период упаковки ионных каналов в матрице. Положительно заряженные алмазы с насыщенной водородом поверхностью при концентрации 0.5 wt.% обеспечили прирост ионной проводимости мембран на 30% при температуре 50$^\circ$C за счет уплотнения упаковки канальных сборок. Благодаря электростатическому притяжению компонент в таких мембранах создавался более развитый проводящий интерфейс алмаз-сополимер, чем в композитах с отрицательно заряженными ионными группами компонент. При наполнении матрицы гидрофобными фторированными алмазами (1 wt.%) наблюдалось пятикратное снижение ионной проводимости из-за нарушения ими связности ионных каналов. Найденные корреляции между структурой и ионной проводимостью композитов в зависимости от типа и количества наполнителя важны для направленного формирования мембран при модификации наночастицами.