BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM VEGYÉSZMÉRNÖKI ÉS BIOMÉRNÖKI KAR OLÁH GYÖRGY DOKTORI ISKOLA Szén nanocső adalék diszperziójának tanulmányozása polimer kompozitokban különféle mikroszkópos módszerekkel PhD értekezés tézisfüzete Szerző: Kiss-Pataki Bernadeth Témavezető: Dr. Horváth Zsolt Endre Konzulens: Dr. Ujhelyi Ferenc Magyar Tudományos Akadémia Természettudományi Kutatóközpont Műszaki Fizikai és Anyagtudományi Intézet Nanoszerkezetek Csoport 2015
1. Bevezetés és irodalmi háttér A szén nanocsövek (CNT) egyedülálló elektronszerkezetüknek köszönhető rendkívüli tulajdonságaik révén az elmúlt két évtizedben jelentős érdeklődést keltettek korunk tudományos közösségében, kiterjedt kutatási erőfeszítéseket kiváltva a CNT-k előállítására, jellemzésére és alkalmazásainak fejlesztésére 8. A szén nanocsövek egyedi tulajdonságainak kiaknázását jelentené például alkalmazásuk polimer kompozitokban mechanikai erősítő anyagként, illetve vezető adalékaként. A mechanikai erősítés vagy az elektromos vezetőképesség megjelenése, illetve ennek mértéke a befogadó polimerben a nanocső eloszlás és diszperzió függvénye 1. Ipari alkalmazások esetén egy terméknek akkor van esélye a piacra kerülésre, ha a nanocső adalék egységára és a kompozit tulajdonságainak javulása szinkronba hozhatóak. A gyakorlatban a nanocsövek között ható van der Waals erők kompakt 1. Sumio Iijima, Helical microtubules of graphitic carbon. Nature 354, 56 58 (1991). 2. Sumio Iijima, Toshinari Ichihashi, Cobalt-catalysed growth of carbon nanotubes with single atomic layer walls. Nature 363, 603 605 (1993). 3. Bethune, D. S., C.H. Klang, M.S. de Vries, G. Gorman, R. Savoy, J. Vazquez, R. Beyers, Cobalt-catalysed growth of crabon nanotubes with single-atomic-layer walls. Nature 363, 605 607 (1993). 4. Samaneh Abbasi, Pierre J. Carreau, Abdassalem Derdouri, Flow induced orientation of multiwalled carbon nanotubes in polycarbonate nanocomposites: Rheology, conductivity and mechanical properties. Polymer 51, 922 935 (2010). 5. Logakis, E., Pandis, C., Peoglos, V., Pissis, P. & Omastova, R. I. A. Structure Property Relationships in Polyamide 6 / Multi-Walled Carbon Nanotubes Nanocomposites. 764 774 (2009). doi:10.1002/polb 6. Suryasarathi Bose, Arup R. Bhattacharyya, Ajit R. Kulkarni, Petra Pötschke, Electrical, rheological and morphological studies in co-continuous blends of polyamide 6 and acrylonitrile butadiene styrene with multiwall carbon nanotubes prepared by melt blending. Compos. Sci. Technol. 69, 365 372 (2009). 7. Kiss-Pataki, B., Tiusanen, J., Dobrik, G., Vértesy, Z. & Horváth, Z. E. Visualization of the conductive paths in injection moulded MWNT/polycarbonate nanocomposites by conductive AFM. Compos. Sci. Technol. 90, 102 109 (2014). 8. Shyam Sathyanarayana, Ganiu Olowojoba, Patric, Weiss, Burak Caglar, Bernadeth Pataki, Irma Mikonsaari, Christof Hübner, Frank Henning, Compounding of MWCNTs with PS in a Twin-Screw Extruder with Varying Process Parameters: Morphology, Interfacial Behavior, Thermal Stability, Rheology, and Volume Resistivity. Macromol. Mater. Eng. 298, n/a n/a (2013). 9. Ganiu Olowojoba, Shyam Sathyanarayana, Burak Caglar, Bernadeth Kiss-Pataki, Irma Mikonsaari, Christof Hübner, Peter Elsner, Influence of process parameters on the morphology, rheological and dielectric properties of three-roll-milled multiwalled carbon nanotube/epoxy suspensions. Polymer. 54, 188 198 (2012). 2
agglomerátumok kialakulását idézik elő 2, megnehezítve az egyenletes eloszlatást. Szén nanocsövekkel adalékolt polimer kompozitok előállításakor a feldolgozási eljárások során ható nyíróerőket úgy célszerű beállítani, hogy a nanocső agglomerátumok fellazuljanak és megfelelően eloszoljanak a polimer mátrixban 3,4. Viszont ha a nanocsövek a túlzott mértékű nyíróerők hatására egy vonalba rendeződnek a polimer mátrixban, a cső-cső kontaktusok egy részének megszűnése lecsökkenti a vezetőképességet. A tapasztalatok szerint az az optimális, ha egymással kapcsolatban levő laza CNT agglomerátumok keletkeznek 5. Mostanra a nanocső hálózatok folyamatirányítási paraméterektől függő kialakulásának jól megalapozott elmélete jött létre, ez megkönnyíti a kísérleti adatok értelmezését, de nem pótolja a CNT-k elhelyezkedésének kísérleti vizsgálatát. Legelterjedtebb vizsgálati eszköz, főleg az ipari kutatás-fejlesztésben, a transzmissziós optikai mikroszkóp (TOM), amely lehetővé teszi a nanocső agglomerátumok vizsgálatát 10-3 -10-6 m tartományban. Ha a minta morfológiai vizsgálata ezen a méretskálán nem ad jelentős információt és még maradtak megválaszolatlan kérdések az anyag tulajdonságait illetően, jobb felbontású mikroszkópos módszerek alkalmazása célszerű. Ilyen a pásztázó elektronmikroszkóp (SEM), a transzmissziós elektronmikroszkóp (TEM) és a vezető tűs atomerő mikroszkóp (C-AFM) 6 9. Munkám célja volt mikroszkópos módszerekkel hatékonyan jellemezni a nanocsövekkel adalékolt polimer kompozitok mikroszerkezetét és értelmezni a folyamatirányítási paraméterek változtatásának hatását azok tulajdonságaira három különböző anyagcsalád esetén. Első témaként háromhengerű malommal előállított MWCNT/epoxi gyanta szuszpenziók, másodikként extrúzióval előállított MWCNT/polisztirol kompozitok, harmadik témaként pedig fröccsöntött MWCNT/polikarbonát kompozitok esetét vizsgáltam. 2. Mikroszkópos minta-előkészítés és vizsgálatok Az MWCNT/epoxi szuszpenziók előkészítése TOM vizsgálathoz úgy történt, hogy egy csepp szuszpenziót üveglemezek közé helyeztem és vizsgáltam a szuszpenzió morfológiáját. Az MWCNT/polisztirol kompozitok esetén a sajtolt lemezeket a fröccsöntött munkadarabhoz hasonlóan (1. Ábra) készítettem elő TOM vizsgálatra. A fröccsöntött munkadarab közepéből kimetszettem egy hasábot (1. Ábra), amelyből 3
5 µm vastag szeleteket vágtam egy Leica Ultracut UCT típusú mikrotommal TOM, illetve 70-100 nm vastagságú metszeteket készítettem a TEM vizsgálathoz. A fénymikroszkópos vizsgálatokhoz egy Leica DFC 280 digitális kamerával felszerelt Olympus BH2 transzmissziós optikai mikroszkópot használtam. A bittérképeket az így kapott mikroszkópos képekből állítottam elő Gimp 2.5 szoftver segítségével, míg a számadatokat a Fraunhofer ICT által fejlesztett ImageJ szoftverrel nyertem ki a képekből. Így kiszámoltam a fekete foltok által összesen elfoglalt terület arányát a teljes területhez képest, ezt területaránynak (area fraction, Af) hívom. Emellett a nanocső agglomerátumok száma is kiszámításra került a tárgyalt esetekben. A kapott eredmények mintánként öt különféle terület átlagai. TEM vizsgálatokat egy 200 kv-tal működő LaB6 elektronágyúval felszerelt Philips CM20 transzmissziós elektronmikroszkóppal végeztünk. A pásztázó elektronmikroszkópos (SEM) és C-AFM vizsgálatok esetén egy elvágott mintadarabot rögzítettünk a mintatartóhoz vezető szénpasztával úgy, hogy mikrotommal vágott sima felülete legyen felül, vízszintes helyzetben. A SEM analízist egy InLens és Everhart Thornley szekundérelektron-detektorral felszerelt LEO 1540XB téremissziós pásztázó elektronmikroszkóppal (FESEM) végeztük 5 kv gyorsítófeszültségen. C-AFM mérésekhez Multimode 8 AFM (Bruker) mikroszkópot használtunk 20 nm vastag Pt Ir bevonatú AFM tűkkel. A következő paramétereket alkalmaztam normál körülmények között: 100 pa áramérzékenység és 100 mv DC előfeszítő feszültség, 10 µm pásztázási ablakban, 512x512 pixel felbontással. A C-AFM mérés lényege, hogy egy 20 nm vastag átmérőjű tű a felületet pásztázza. Miközben a felület domborzatát feltérképezi, a vizsgált minta vezetőképességét is méri minden pontban. A C-AFM képek kezelhetők bit-térképként, és így ezek esetén is kiszámoltam a vezető foltok által lefedett terület százalékos arányát az egész képhez viszonyítva. Mintánként 10 képet átlagoltam. 4
1. Ábra. Fröccsöntött munkadarab minta előkészítése, mikroszkópos vizsgálatokhoz. 3. Eredmények 3.1. Hengermalmos keveréssel előállított MWCNT/epoxi szuszpenziók A vizsgálat célja annak megállapítása volt, hogy a hengerek fordulatszámának és az átvezetések számának növelésével milyen mértékben javítható a nanocsövek diszperziója hengermalmos keveréssel előállított MWCNT/epoxi szuszpenziókban kétféle, 0,01 és 0,1 m%-os adalékkoncentráció esetén. Kétféle fordulatszámmal készültek minták (180 rpm és 270 rpm), egyszeri és ötszöri átvezetéssel. A szuszpenziókat transzmissziós optikai mikroszkóppal vizsgáltam, a képekből bittérképeket készítettem (néhány példa látható az 2. ábrán) és ezek statisztikai feldolgozásának eredményeit ábrázoltam (3. ábrán). A képek összehasonlításából is látható, hogy az átvezetések számának növelése a vizsgált esetekben jelentősebben csökkentette az agglomerált állapotban lévő MWCNT mennyiséget, mint a hengerek forgási sebességének növelése. 5
2. Ábra Háromhengerű malom segítségével gyártott szuszpenziók transzmissziós optikai mikroszkópos képeiből származó bit-térképek 180-, ill. 270 rpm fordulatszám, 0,01 és 0,1 m% MWCNT adalékkoncentráció esetén. Az 3. ábrán látható a folyamatirányítási paraméterek változásának hatása a nanocső agglomerátumok számára és összterületére. A B képen látszik, hogy az átvezetések számának növekedésével mindkét összetétel és mindkét fordulatszám esetén jelentős csökkenést mutat az agglomerátumok területaránya ( B kép), miközben az agglomerátumok száma kisebb mértékben csökkent ( A kép). Emellett megfigyelhető, hogy a magasabb fordulatszámú malmozás esetén az agglomerátumszám-csökkenés jelentősebb, mint az alacsonyabb fordulatszámú esetekben, mindkét összetétel esetén. A fenti megfigyeléseket annak alapján értelmeztem, hogy az MWCNT agglomerátumok diszpergálódása alapvetően kétféle folyamattal történik. Az egyik az exfoliálódás, ez az oldódással rokon folyamat: a folyadékban a mozgékony polimerláncok behatolnak az MWCNT szálak közé, nedvesítik azokat, majd fokozatosan leválasztják az agglomerátumról. A másik, gyorsabb folyamat a töredezés, ha elég nagy a nyírófeszültség, az agglomerátum a leggyengébb pontokon kisebb részekre törik. Ismerve, hogy az agglomerátumok szilárdsága a felületükkel fordítottan arányos 9, belátható, hogy a nagyobb agglomerátumok viszonylag gyorsan kisebb darabokra töredeznek. Az egyedi agglomerátumok felülete fokozatosan egyre kisebb lesz, tehát nő a szilárdságuk és kevésbé valószínű, hogy tovább töredeznek. Elérnek egy olyan méretet, ahol adott nyírófeszültségnél már nem valószínű, hogy tovább törnek, legfeljebb exfoliálódnak, amely pedig lassúbb folyamat. Vagyis várható, hogy a folyamat során megnő a kisméretű agglomerátumok aránya. Nagyobb nyírófeszültségnél, tehát nagyobb fordulatszámnál kisebb lesz az a 6
jellemző méret, amelynél már nem töredeznek tovább az agglomerátumok, vagyis gyorsabban csökken a méretük az optikai mikroszkóppal látható méretküszöb alá. A B Agglomerátum szám/mm 2 Területarány 3. Ábra. 180-, ill. 270 rpm fordulatszám, 0,01 és 0,1 m% MWCNT adalék hozzáadása esetén háromhengerű malommal gyártott szuszpenziók TOM képeinek statisztikai elemzése (A): az agglomerátumok száma; (B): az agglomerátumok területaránya 9. 3.2. Extrudált MWCNT/polisztirol kompozitok A vizsgálat célja kétféle forgási sebesség és kétféle ömlesztési teljesítmény hatásának összehasonlítása volt a nanocsövek diszperziójára többféle összetételű extrudált MWCNT/polisztirol kompozitban. A 4. ábrán 3, illetve 5 m% MWCNT-vel adalékolt, 210 ºC ömledékhőmérsékleten, 10 kg/h ömlesztési teljesítménnyel, 500 és 1100 rpm extrúder forgási sebességgel készült minták transzmissziós optikai képeiből készült bittérképek láthatók, ahol a fekete foltok a nanocső agglomerátumoknak felelnek meg, míg a fehér háttér a polimer mátrixnak. Egyértelműen látszik, hogy 1100 rpm forgási sebesség esetén 3 és 5m% MWCNT koncentrációnál is jóval kevesebb agglomerátum marad, mint az 500 rpm forgási sebességgel készült mintákban. Az 5. Ábra összegzi a 2, 3 illetve 5 m% nanocsővel adalékolt, 500 és 1100 rpm forgási sebességgel, 7,5 és 10 kg/h ömlesztő teljesítménnyel kétféle, egyenletes 210 C-os és egy speciális profilt követő (P) extrúderhőmérsékleten extrudált polisztirol kompozit minták optikai mikroszkópos képein végzett statisztikai analízis eredményét. 7
4. Ábra. 3- ill. 5 m% nanocsővel adalékolt polisztirol kompozit transzmissziós optikai mikroszkópos képeiből készült bit-térképek. Az 5. ábra A részén az agglomerátumok területarányát ábrázoltam, valamint az egyes mérési pontok alá feltüntettem az adott mintához tartozó ún. specifikus mechanikai energia (SME - a gyártási folyamat során az extrúder által a mintákkal közölt energia) értékét. Az 5 B részábra az agglomerátumok mm 2 -enkénti számát mutatja. A B 5. Ábra. A : A nem diszpergálódott nanocsövek területaránya az extrúder forgási sebesség 500 és 1100 rmp, az ömlesztő teljesítmény 7,5 és 10 kg/h és az extrúder-hőmérséklet egyenletes 210 C-os és speciális hőmérsékletprofil szerinti (P) (lásd 8 ) értékeinél, 2-, 3-, és 5 m% többfalú nanocsövet tartalmazó polisztirol kompozitok esetén. Az SME értékeket a megfelelő adatpontok alá kwh/kg egységben tüntettem fel 8. A hőmérsékletprofilt P-vel jelöltem; B : A nanocső agglomerátumok száma ugyanazon minták esetén. Látható, hogy a területarány jelentős mértékben függ az adalékkoncentrációtól, valamint hogy lényeges csökkenést okoz a forgási sebesség megnövelése. Az ömlesztési teljesítmény és az extrúder-hőmérséklet adott mértékű változtatása kisebb mértékű változásokat eredményez. Adott adalékkoncentráció esetén a területarány és az SME 8
érték között egy hozzávetőleges fordított arányosság figyelhető meg. Az alacsonyabb, 500 rpm-es csavarsebességnél az MWCNT koncentráció növekedése nemcsak az agglomerátumok területarányának, hanem a darabszámuknak a növekedésével is járt. A darabszám növekedése közelítőleg arányos az adalékkoncentráció változásával. A nagyobb, 1100 rpm-es csavarsebességű minták esetén nincs meg ez a tendencia, nagyobb adalékkoncentrációknál többnyire a vártnál kisebb az agglomerátumok száma. A fenti jelenséget azzal magyaráztam, hogy a kisebb nyírófeszültség miatt az alacsonyabb fordulatszámmal extrudált vagy kisebb adalékkoncentrációjú minták esetén nagyobb az a kritikus méret, amely alatt az agglomerátumok már nem fognak töredezni, csak a jóval lassúbb exfoliálódási mechanizmus csökkenti a méretüket. Így a kisméretű agglomerátumok aránya megnő. Ezzel szemben a magasabb adalékkoncentrációjú mintákban nagyobb a viszkozitás. Ha nagyobb a csavarsebesség, a nyírófeszültség elég nagy lesz, hogy lényegesen csökkentse a kritikus méretet. Ekkor a töredezési mechanizmus a kisebb agglomerátumoknál is lehetséges, ezért azok kisebb arányban vannak jelen. 3.3. Fröccsöntött 3m%-os MWCNT/polikarbonát kompozitok Mesterkeverék kétcsigás extrúderrel történő hígítása révén nyertük a fröccsöntéshez használt 3 m%-os MWCNT tartalmú polikarbonát kompozit nyersanyagunkat. Ezt különféle fröccsöntési paraméterekkel dolgoztuk fel. A fröccsöntési paraméterek közül az ömledék hőmérsékletet (280, 300, 320 ºC) és a fröccssebességet (6, 18, 30, 42 mm/s) változtattuk. Megmértem az így nyert munkadarabok ellenállásait és azt tapasztaltam, hogy ellenállásaik között nagyságrendnyi eltérések mutatkoznak. Ezért transzmissziós optikai mikroszkópos vizsgálatokat végeztem az eltérések megértése céljából. Optikai skálán nem mutatkozott jelentős eltérés a minták között, így pásztázó és transzmissziós elektronmikroszkóppal is vizsgáltam őket. A SEM eredményekből látszott, hogy egyes paraméterek esetén a polimer láncok jobban, míg más paraméterek mellett kevésbé nedvesítik a nanocsöveket. A TEM vizsgálatok némi eltérést mutattak a kialakult nanocsőhálózatok morfológiái között, viszont ezekből nem volt egyértelműen magyarázható a nagyságrendi ellenállás különbségek oka. 9
6. Ábra. Fröccsöntött 3m% MWCNT/polikarbonát kompozit minták és a felhasznált nyersanyag (Rm) C-AFM képei 7. Ezért C-AFM segítségével vizsgáltam a fröccsöntéshez használt 3m% MWCNTt tartalmazó nyersanyagot, valamint a fröccsöntés végtermékeit. Az 6. ábrán jól látszik a különféle fröccsöntési paraméterek hatása a vezető hálózatok morfológiájára. A C-AFM vizsgálat során kapott képeket is bit-térképpé alakítottam át, vizsgáltam a vezető foltok területarányát és morfológiáját. Megállapítottam, hogy ez jól tükrözi a különböző folyamatirányítási paraméterekkel végzett fröccsöntések során fellépő folyamatok hatására a minták vezető hálózatában feltételezhető morfológiai eltéréseket, valamint korrelációban van a minták tömbi ellenállás-értékeivel. Így minél jobban növekedett a nyírófeszültség a fröccsöntés során, annál jobban csökkent a vezető foltok mérete, illetve területaránya a nanocsövek fokozódó szeparációja következtében. Ezzel ellentétes hatást figyeltem meg a legmagasabb ömledékhőmérsékleten: a nagyobb vezető foltok kialakulását és a foltok sűrűbb elhelyezkedését a nanocsöveknek a polimer láncok nagyobb mobilitása és az alacsony nyírófeszültség miatt fellépő kezdődő újraagglomerálódása magyarázhatja. 4. Tézisek 1. a. Transzmissziós optikai mikroszkópos képek statisztikai elemzésével vizsgáltam az MWCNT agglomerátumok háromhengerű malommal történő diszpergálását MWCNT/biszfenol A diglicidil-éter epoxigyanta szuszpenziókban. Megállapítottam, hogy a vizsgált paramétertartományban az optikai mikroszkóppal megfigyelhető agglomerátumok összesített mérete hatékonyabban csökkenthető a malmos diszpergálás többszöri ismétlésével, mint a hengerek forgási sebességének változtatásával [6.1.1./ 2, 10
3, 4]. 1. b. Igazoltam, hogy alacsonyabb forgási sebesség esetén a többszörös malmos kezelés jelentősen csökkenti az agglomerátumok összméretét, de azok száma csak kisebb mértékben csökken. Nagyobb hengersebesség esetén a többszörös malmozás az agglomerátumok összmérete mellett azok számát is nagyobb arányban csökkenti. A különbséget az agglomerátumok diszperziós mechanizmusai közötti, az eltérő nyírófeszültség miatt eltérő méreteknél jelentkező arányeltolódással magyaráztam [6.1.1./ 2, 3, 4]. 2. a. Különböző összetételű, a folyamatirányítási paraméterek többféle kombinációjával, extrúzióval előállított MWCNT/polisztirol kompozitok transzmissziós optikai mikroszkópos vizsgálatával elsőként igazoltam, hogy a folyamat során az extrúder által az anyag egységnyi tömegű részével közölt ún. specifikus mechanikai energia mennyisége és a visszamaradó MWCNT agglomerátumok összmérete között fordított korreláció tapasztalható [6.1.1./ 2, 4, 5]. 2. b. Megfigyeltem, hogy míg alacsonyabb csavarsebességnél az MWCNT tartalom növekedésével az agglomerátumok összmérete és darabszáma is növekszik minden esetben, a nagyobb csavarsebesség esetén az agglomerátumok összméretének növekedésével többnyire nem jár együtt az agglomerátumok darabszámának növekedése. A jelenséget azzal magyaráztam, hogy a nagyobb csavarsebességgel járó nagyobb nyírófeszültség hatására a legkisebb optikai mikroszkóppal látható agglomerátumok diszpergálódása nemcsak az alacsonyabb nyírófeszültségeknél jellemző exfoliálódási mechanizmussal történik, hanem amellett még a törési mechanizmus is jelentős [6.1.1./ 2, 4, 5]. 3. Elsőként alkalmaztam a vezető tűs atomerőmikroszkópia (C-AFM) módszerét különböző hőmérsékleten, különböző sebességgel fröccsöntött MWCNT/polikarbonát kompozit anyagok lokális vezetési tulajdonságainak jellemzésére. Megfigyeltem, hogy azonos hőmérsékleten, különböző fröccssebességekkel készült mintákon a fröccssebesség növelésével a C-AFM képeken megfigyelhető vezető foltok átlagos távolsága nő és összterülete csökken, korrelációt mutatva a minták makroszkopikus vezetőképességével. A jelenséget a minták TEM vizsgálatának eredményeivel összhangban azzal magyaráztam, hogy a fröccssebességgel növekvő nyírófeszültség a nanocsöveket egyre inkább szétválasztja egymástól, csökkentve ezzel a vezető hálózat 11
sűrűségét. A legmagasabb hőmérsékleten fröccsöntött mintánál a vezető foltok területének növekedését tapasztaltam. Ezt a nanocsöveknek a polimerláncok nagyobb mozgékonysága által kiváltott újra-agglomerálódásaként értelmeztem [6.1.1./1, 2, 4]. 5. Alkalmazási lehetőségek A folyamatirányítási paraméterek és az anyagi tulajdonságok közt feltárt összefüggések, valamint az anyagok mikroszerkezetével kapcsolatos új ismeretek közvetlenül felhasználhatók az ipari anyagtervezésben mindhárom vizsgált anyagrendszer esetén. A vezető atomerőmikroszkópos vizsgálati metodológia alkalmazható a lokális vezetőképesség nagyfelbontású vizsgálatára, így hozzájárulhat a vezető hálózatok kialakulásának megértéséhez és ez alapján a megfelelő folyamatirányítási paraméterek kiválasztásához sokféle vezető kompozit fejlesztése esetén. 6. Közlemények 6.1. Publikációk 6.1.1. Tézispontokhoz kapcsolódó publikációk 1. Visualization of the conductive paths in injection moulded MWCNT/polycarbonate nanocomposites by conductive AFM; Bernadeth Kiss-Pataki, Jyri Tiusanen, Gergely Dobrik, Zofia Vértesy, Zsolt Endre Horváth; Composite Science and Technology, 90, 2014, 102-109. IF:3.328 2. Szén nanocsövek eloszlásának vizsgálata többfalú szén nanocsövekkel adalékolt polisztirol, epoxi és polikarbonát kompozitokban; Kiss-Pataki Bernadeth, Olowojoba Ganiu, Sathyanarayana Shyam, Tiusanen Jyri, Papp Anita, Horváth Zsolt Endre, Tavaszi Szél 2014 Konferenciakötet, V. Kötet, ISBN 978-963-89560-9-5, 2014 Debrecen, 274-288 oldal. No IF 3. Influence of process parameters on the morphology, rheological and dielectric properties of three-roll-milled multiwalled carbon nanotube/epoxy suspensions; Ganiu Olowojoba, Shyam Sathyanarayana, Burak Caglar, Bernadeth Kiss-Pataki, Irma Mikonsaari, Christof Hübner, Peter Elsner; Polymer, 54, 2013, 188-198. IF: 3.379 4. Többfalú szén nanocsövek eloszlásának vizsgálata polimer kompozitokban mikroszkópos módszerekkel; Kiss-Pataki Bernadeth, Horváth Zsolt Endre, Jyri Tiusanen, Burak Caglar, Vértesy Zofia, XIII. RODOSz Konferenciakötet, In Press. 5. Compounding of MWCNTs with PS in a Twin-Screw Extruder with Varying Process Parameters: Morphology, Interfacial Behavior, Thermal Stability, Rheology, and Volume Resistivity; Shyam Sathyanarayana, Ganiu Olowojoba, Patrick Weiss, Burak Caglar, Bernadeth Pataki, Irma Mikonsaari, Christof Hübner, Frank Henning; Macromolecular Materials 12
and Engineering, 298, 2013, 89 105. IF: 2.338 6.1.2. Tézispontokhoz nem kapcsolódó publikációk 1. Porolissum (Mojgrád, Zilah, Románia) római kori kerámiák kőzettani mikroszkópos vizsgálata, Pataki Bernadeth, Bitay Enikő, Szakmány György, Csifó Irma, Konyelicska Lóránd, Veress Erzsébet, Fiatal Műszakiak Tudományos Ülésszaka XVIII, Kolozsvár, Ed. Bitay Enikő, Publ. EME, ISSN 2067-6-808, 2013, 301-306. IF:None 2. Porolissum (Mojgrád, Zilah, Románia) római kori temető kerámialeletek ásványtani (FTIR, XRD) jellemzése, Pataki Bernadeth, Bitay Enikő, Bratu Ioan, Indrea Emil, Csifó Irna, Konyelicska Lóránd, Veress Erzsébet, Fiatal Műszakiak Tudományos Ülésszaka XVIII, Kolozsvár, Ed. Bitay Enikő, Publ. EME, ISSN 2067-6-808, 2013, 307-314. IF:None 3. Régészeti kerámiák multielem analitikai vizsgálata, Pataki Bernadeth, Ballók Márta, Kékedy Nagy László, Bartha András, Bitay Enikő, Veress Erzsébet, Fiatal Műszakiak Tudományos Ülésszaka XVII, Kolozsvár, Ed. Bitay Enikő, Publ. EME, ISSN 2067-6-808, 2012, 271-275. IF:None 4. Applicability of FTIR Spectroscopy to Provenance Study of Ancient Ceramics, Bernadeth Pataki, Ioan Bratu, Róbert Gindele, Erszébet Veress, Proceedings of the XVI. International Scientific Conference FMTÜ, Cluj Napoca, Ed., E., Bitay, EME (Cluj Napoca), 2011, ISSN 2067-6 808, pp. 239-242. IF:None 5. Provenance Study Of Ceramic Artefacts From Tăşnad "Sere", Satu Mare County, Romania, Bernadeth Pataki, Emil Indrea, Erzsébet Veress, Proceedings Of The Spring Wind 2010 Conference, 26-27 March 2010, Ed., Zs., Zadravecz, Bornus 2009 Kft. (Pécs), ISBN 978-615-5001-05-5, pp. 452-458. 6. XRF analysis based compositional classification of archaeological ceramics from Satu Mare county sites, Bernadeth Pataki, Ioan Bratu, Emil Indrea, Corina Ionescu, Róbert Gindele, Erzsébet Veress, Proceedings of the 16th Symposium on Analytical and Environmental Problems, SZAB, Szeged, Hungary, Ed. Zoltán Galbács, ISBN 978-963-482-975-1, 2009, pp. 477-480. 7. Arheometric analysis of some ancient pottery sherds from Câmpia Transilvană, Bernadeth Pataki, Corina Ionescu, Emil Indrea, Liviu Dărăban, Eugen Culea, ErzsébetVeress, RODOSZ IX Conference Volume, 2008. November 21-23, Cluj Napoca, Ed. Ferencz, Cs.L., Kovács, Cs., Székely, I., Székely,T., Rodosz-Dacia Cluj Napoca, ISBN 978-973-35-2438- 3, pp. 357-370. 6.2. Előadások 6.2.1. Témához kapcsolódó előadások és poszterek 1. NANOSMAT Conference 2013, Granada, Spanyolország, 2013. Szeptember 24: Conductive atomic force microscopy study of the skin-core and orientation effects in PC/MWCNT composites, Bernadeth Kiss-Pataki, Jyri 13
Tiusanen, Anita Papp, Gergely Dobrik, Zsolt Endre Horvath, (EN, poszter). 2. NANOSMAT Conference 2013, Granada, Spanyolország, 2013. Szeptember 24: Semianalytical stiffness prediction of CNT based composites. Dispersion and curviness investigation, Anna Y. Matveeva, Sergey V. Pyrlin, Jyri M. Tiusanen, Bernadeth Kiss-Pataki, Ferrie W.J. van Hattum, (EN, poszter). 3. NANOSMAT Conference 2013, Granada, Spanyolország, 2013. Szeptember 24: Multiscale modelling of composite structure-property relations:application to electron transport in carbon nanotube reinforced polymer composites, Sergey Pyrlin, Marta M.D. Ramos, Anna Y. Matveeva, Ferrie W.J. van Hattum, Jyri Tiusanen, Bernadeth Kiss-Pataki, (EN, poszter). 4. International Conference of Computational Modelling of Nanostructured Materials, Frankfurt am Main, Germany, 2013. Szeptember 3-6, Multiscale modelling of composite structure-property relations:application to electron transport in carbon nanotube reinforced polymer composites, Sergey Pyrlin, Marta M.D. Ramos, Anna Y. Matveeva, Ferrie W.J. van Hattum, Jyri Tiusanen, Bernadeth Kiss-Pataki, (EN, poszter). 5. EUROMAT 2013, Sevilla, Spanyolország, 2013. Szeptember 8-13, Multiscale modelling of composite structure-property relations:application to electron transport in carbon nanotube reinforced polymer composites, Sergey Pyrlin, Marta M.D. Ramos, Anna Y. Matveeva, Ferrie W.J. van Hattum, Jyri Tiusanen, Bernadeth Kiss-Pataki, (EN, szóbeli) 6. Nanocarbon Composites 2012, Valencia, Spanyolország, 2012. Október 4-5: Comparison of the submicron structure and conductivity properties of multiwalled carbon nanotube polycarbonate composites using various microscopic methods, Bernadeth Kiss-Pataki, Zsolt Endre Horváth, Jyri Tiusanen, (EN, poszter és flash prezentáció). 7. Nanocarbon Composites 2012, Valencia, Spanyolország, 2012. Október 4-5: Electrical and Mechanical Properties of Injection Moulded Carbon Nanotube Filled Polymer Parts, Jyri Tiusanen, Bernadeth Kiss-Pataki, Marcin Wegrzyn, Anna Matveeva, Daniel Vlasveld, Jyrki Vuorinen, (EN, poszter). 8. XIII. RODOSz Konferencia Kolozsvár, Románia, 2012. November 9-11: Többfalú szén nanocsövek eloszlásának vizsgálata polimer nanokompozitokban mikroszkópos módszerekkel, Kiss-Pataki Bernadeth, Jyri Tiusanen, Horváth Zsolt Endre, Daniel Vlasveld, Burak Caglar, Vértesy Zofia, (HU, szóbeli előadás). 9. Inno.CNT Anual Conference, 2011. Január 24-27, Karlsruhe, Németország; Effect of compression moulding on CNT dispersion in a CNT/Polypropylene composite piece, Bernadeth Pataki, Zsolt Endre Horváth, Jyri Tiusanen, (EN, poszter) 6.2.2. Témához nem kapcsolódó előadások és poszterek 1. Fiatal Műszakiak Tudományos Ülésszaka XVIII, Kolozsvár, Románia, 2013. Március 21-23, Porolissum (Mojgrád, Zilah, Románia) római kori kerámiák kőzettani mikroszkópos vizsgálata, Pataki Bernadeth, Bitay Enikő, Szakmány 14
György, Csifó Irma, Konyelicska Lóránd, Veress Erzsébet, (HU, Szóbeli előadás). 2. Fiatal Műszakiak Tudományos Ülésszaka XVII, Kolozsvár, Románia, 2012. Március 22-23, Régészeti kerámiák multielem analitikai vizsgálata, Pataki Bernadeth, Ballók Márta, Kékedy Nagy László, Bartha András, Bitay Enikő, Veress Erzsébet, (HU, Szóbeli előadás). 3. XI. Magyar Tudomány Napja Erdélyben, Kolozsvár, Románia, 2012. November 23-24, Porolissumi római kori kerámialeletek archeometriai vizsgálata, Pataki Bernadeth, Szakmány György, Bratu Ioan, Indrea Emil, Bitay Enikő, Veress Erzsébet, Csifó Irma, Panczél Szilamér, (HU, szóbeli). 4. XVI. Fiatal Műszakiak Tudományos Ülésszaka, Kolozsvár, Romania, 2011. Március 24-25, Az FTIR spektroszkópia alkalmazhatósága régészeti kerámiák eredetvizsgálatában, Pataki Bernadeth, Bratu Ioan, Gindele Róbert, Veress Erzsébet, (HU, Szóbeli előadás). 5. EMRS Spring Meeting, Symposium P: Bio-inspired and bio-integrated materials as new frontier nanomaterials, 2011. Május 9-13: Biosynthesis of fluorescent CdTe quantum dots using yeast strains, Bernadeth Pataki, Z. E. Horváth, K. Kertész, G. Péter, J. Tornai-Lehoczki, S. Kurunczi and L. P. Biró, (EN, meghívott szóbeli előadás) 6. XVII Internal Symposium of Analytical and Environmental Problems, Szeged, Hungary, 2011. Szeptember 17: Multi-element characterization of archaeological ceramic shards from the Tasnad-Sere site, Tasnad, Romania, Bernadeth Pataki, Marta Ballók, Andras Bartha, Zofia Vértesy, Laszlo Kékedy-Nagy, Ioan Bratu, Emil Indrea, Erzsebet Veress, (EN Poszter). 7. XI. Magyar Tudomány Napja Erdélyben, Kolozsvár, Románia, 2011. November 25-26, Tasnádi régészeti leletek sokelemes jellemzése, Pataki Bernadeth, Ballók Mária, Bartha András, Vértesy Zofia, Kékedy Nagy László, Bratu Ioan, Indrea Emil, Veress Erzsébet, (HU szóbeli). 8. Tavaszi Szél Konferencia, Pécs, Magyarország, 2010. Március 25-27, Provenance Study Of Ceramic Artefacts From Tăşnad "Sere", Satu Mare County, Romania, Pataki Bernadeth, Indrea Emil, Veress Erzsébet, (EN, szóbeli előadás). 9. International Conference of the Chemical Societies of the South-Eastern European Countries, Bucharest, Romania, 2010. Szeptember 15-17, Thermoanalytical and spectroscopic study of ancient ceramic shards from Tăşnad, Satu Mare County, Romania, Pataki Bernadeth, Budrugeac Petru, Indrea Emil, Lingvay József, Gindele Róbert, Bratu Ioan, Veress Erzsébet, (EN, Poszter). 10. IX. Magyar Tudomány Napja Erdélyben, Kolozsvár, Románia, 2010. November 19-20, Complex Archaeometric Study of Ceramic Artifacts from Tăşnad, Romania, Pataki Bernadeth, Bratu Ioan, Indrea Emil, Budrugeac Petru, Lingvay József, Gindele Róbert, Veress Erzsébet, (HU, szóbeli előadás). 11. X. RODOSz Konferencia Kolozsvár, Románia, 2009. November, Tasnádi kerámia minták FT-IR dekonvolúciós vizsgálata, Bernadeth Pataki, Ioan 15
Bratu, Emil Indrea, Erzsébet Veress, Róbert Gindele, (HU, szóbeli). 12. The first 21 years of Reverse Monte Carlo Modelling, Budapest, Magyarország, 2009. Október 1-3, XRD line profile analysis of quartz crystallites in archeological ceramic probes: an aid of artifact provenance, Bernadeth Pataki, Emil Indrea, Ioan Bratu, Corina Ionescu, Lucretia Ghergari, Róbert Gindele, Erzsébet Veress, (EN, poszter). 13. XVI. Symposium on Analytical and Environmental Problems, Szeged, Magyarország, 2009, XRF Analysis Based Compositional Classification of Some Archaeological Ceramic Sherds from Satu Mare County Archaeological Sites, Romania, Bernadeth Pataki, Emil Indrea, Ioan Bratu, Corina Ionescu, Lucretia Ghergari, Róbert Gindele, Erzsébet Veress, (EN, poszter). 14. Colloquium Spectroscopicum Internationale XXXVI, Budapest, Magyarország, 2009. Augusztus 30-szeptember 3, FT-IR spectroscopic and XRD study of ceramic artifacts from Satu Mare county archaeological sites, Romania, Bernadeth Pataki, Ioan Bratu, Emil Indrea, Liviu Dărăban, Corina Ionescu, Róbert Gindele, Erzsébet Veress, (EN, poszter). 15. XII. Erdélyi Tudományos Diákköri Konferencia, Kolozsvár, Románia, 2009. Május 15, Régészeti kerámialeletek röntgen pordiffrakciós vonalprofil analízise, Bernadeth Pataki, (HU, szóbeli). 16. IX Románia Doktoranduszok Országos Szövetsége (RODOSz) Nemzetközi Konferencia, 2008. November, Mezőségi kerámialeletek archeometriai vizsgálata, Bernadeth Pataki, Corina Ionescu, Emil Indrea, Liviu Dărăban, Eugen Culea, Erzsébet Veress, (HU, szóbeli). 17. VII. Magyar Tudomány Napja Erdélyben Nemzetközi Konferencia, Kolozsvár, Románia, 2008. November 21-22, Provenance study by XRF analysis of ceramic artifacts found on Satu Mare county archaeological sites, Romania. Bernadeth Pataki, Róbert Gindele, Liviu Dărăban, Erzsébet Veress, (HU, poszter). 18. XXII. National Chemistry Congress Kimiya2008, Magusa, Cyprus,Turkey, 2008. Október 6-10, Synthesis, Spectroscopic Study and Structural Aspects of Iron Oxide Glasses, Szilárd Puskás, Ioan Bratu, Emil Indrea, Irén Kacsó, Eugen Culea, Corina Ionescu, Bernadeth Pataki, Veress Erzsébet, (EN, Poster). 19. XI. Erdélyi Tudományos Diákköri Konferencia, Kolozsvár, Románia, 2008. Május 23, Archeológiai kerámiaminták vizsgálata, Bernadeth Pataki, (HU, szóbeli). 20. VI. Magyar Tudomány Napja Erdélyben Nemzetközi Konferencia, Kolozsvár, Románia, 2007. November 23-24, Fe (II)/Fe(III) arány vasoxid tartalmú természetes és szintetikus üvegekben, Katalin Kubanek, András Szabó, Bernadeth Pataki, Szilárd Puskás, Eurgen Culea, Erzsébet Veress, (HU, poszter). 21. 6th European Conference on Mineralogy and Spectroscopy (ECMS), Stockholm, Sweden, 2007, Optical and Spectroscopic Study of Natural Glasses, Erzsébet Veress, Corina Ionescu, Zofia Vértesy, Ioan Bratu, Emil 16
Indrea, Árpád Csog, Bernadeth Pataki, Szilárd Puskás, Norbert János Szabó, (EN, poszter). 22. X. Erdélyi Tudományos Diákköri Konferencia, Kolozsvár, Románia, 2007, Természetes üvegek, Árpád Csog, Bernadeth Pataki, Szilárd Puskás, Norbert János Szabó, (HU, szóbeli). 17