APPLICATION OF BISMUTH NANOPARTICLES FOR TEXTILE MATERIALS PROTECTION AGAINST MICROWAVE RADIATION
Abstract and keywords
Abstract (English):
Synthesis of metal nanoparticles which consisted in chemical restoration of solution of bismuth nitrate is carried out. Optimum parameters of bismuth restoration to a zero-valent metal state and its drawing on fabric are developed. Parameters are calculated and the design of the equipment for impact on the metallized textile materials microwave ovens by radiation is developed for the operating laboratory semi-plant. Processing of samples of natural textile fabrics is carried out by bismuth nanoparticles and researches of distribution of nanoparticles in volume of fabric, forms of particles, their size, a way of fixing in volume of material are conducted. Impact on a sample was carried out by the microwave oven in the camera with a standing wave of modular conveyor installation. It is shown that the modified fabric subjected to radiation allows to lower a radiation dose. After the microwave influence strength properties of cellulose materials were defined. Fabrics were exposed to washings by domestic laundry powder after which such physicomechanical properties as change of the linear sizes after wet processings, the explosive and tearing apart loading, rigidity were defined at a bend, air permeability, hygroscopicity, electric resistance, coefficient of weakening of electromagnetic radiation. Material can be used in radio protective clothes with the strengthened partial protection which includes overalls, a helmet, gloves and boot covers made from the radio reflecting materials.

Keywords:
nanoparticles, bismuth, materials, radiation, radiation protective clothes.
Text
Publication text (PDF): Read Download

1. Введение

Проблема защиты человека и техники от сверхвысокочастотного излучения (СВЧ-излучения) существует давно, так как использование наполнителей обычного размера для ослабления излучения может значительно ухудшить механическую целостность волокон. Металлизированные ткани обладают хорошим экранирующим эффектом, обеспечивают эффективную защиту от воздействия электромагнитных полей и излучения. Для нанесения покрытия используют алюминий, бронзу, серебро, сплавы титана, нержавеющую сталь и другие металлы [1, 2].

Нанотехнологии придают новый импульс появлению на рынках более экологически безопасных химикатов, используемых во многих продуктах и сферах применения [3]. В последнее время актуальным становится применение такого уникального металла, как висмут. Например, наночастицы Au, покрытые оболочкой Bi, с успехом использованы как затравочные катализаторы для выращивания CdSe нанопроволок [4]. Наночастицы оксида висмута в текстильном материале могут обеспечить защиту от СВЧ-излучения, незначительно воздействуя на механические свойства ткани [5]. В то же время противорадиационные свойства, которыми обладает висмут, позволяют разработать новую технологию отделки текстильных материалов и расширить существующий ассортимент.

Использование технологии, предлагаемой нами, позволяет получить материал с высокими защитными характеристиками от электропроводных полей в широком диапазоне частот. Ткань отличается высокой отражательной способностью радиочастот широкого диапазона и высокой электропроводимостью, позволяющей использовать материал в конструкциях и изделиях, применяемых для устранения статического электричества. Процесс характеризуется высокой технологичностью.

References

1. Kargin Yu.F., Ivicheva S.N., Buslaeva E.Yu., Kuvshinova T.B., Volodin V.D., Yurkov G.Yu. Poluchenie nanochastits vismuta v opalovoy matritse vosstanovleniem soedineniy vismuta izopropanolom v sverkhkriticheskom sostoyanii [Obtaining nanoparticles of bismuth in an opal matrix recovery of bismuth compounds with isopropanol in a supercritical state]. Neorganicheskie materialy [Inorganic Materials], 2006, V.42, I. 5, pp. 547–550 (in Russian).

2. O. Rabin, J. Manuel Perez, J. Grimm, G. Wojtkiewicz, R. Weissleder. An X-ray computed tomography imaging agent based on long-circulating bismuth sulphide nanoparticles. NatMater. 2006. Vol. 5. P.118–122.

3. Kobrakov K.I., Dmitrieva M.B., Zolina L.I., Rodionov V.I., Ruchkina A.G., Serenko O.A., Stankevich G.S. Poluchenie nanomodifitsirovannykh biotsidnykh sherstyanykh materialov i issledovanie ustoychivosti ikh fungitsidnykh svoystv k mokrym obrabotkam [Getting nanomodified biocidal woolen materials and research the sustainability of their fungicidal properties to wet processing]. Butlerovskie soobshcheniya [Butlerov Communications]. 2014, V. 37, I. 2, pp. 53–59 (in Russian).

4. Gubin S.P., Yurkov G.Yu., Kataeva N.A. Nanochastitsy blagorodnykh metallov i materialy na ikh osnove [Nanoparticles of noble metals and materials on their basis]. Moscow, 2006, pp. 18 (in Russian).

5. Yurkov G.Yu., Astaf ´ev D.A., Gorkovenko M.Yu., Buslaeva E.Yu., Kargin Yu.F., Gubin S.P. Modifikatsiya sostava vismutsoderzhashchikh nanochastits vnutri polietilenovoy matritsy [modification of the composition of bismuth nanoparticles in a polyethylene matrix]. Zhurnal prikladnoy khimii [Journal of Applied Chemistry]. 2005, pp. 1402–1407 (in Russian).

6. Sleptsova S.K., Lavrent´ev V.A. Modifikatsiya voloknistogo polikaproamida v SVCh elektromagnitnom pole [Modification of fiber polycaproamide microwave electromagnetic field]. Vestnik Saratovskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta [Bulletin of Saratov State Technical University]. 2006, I. 4 (19), pp.144–147.

7. Nikiforova A.A., Davydov A.F. Metod opredeleniya koeffitsienta oslableniya tkaney dlya zashchity ot elektromagnitnykh izlucheniy [Method for the determination of the attenuation coefficient of tissue to protect against electromagnetic radiation]. Izvestiya VUZov. «Tekhnologiya tekstil´noy promyshlennosti» [Proceedings of the universities. "Technology of textile industry»]. I. 3 (339), 2012.