Збірник наукових праць Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології
Рік 2026 Том 24, Випуск 2
Завантажити повну версію статті (PDF, Англійською / In English) Відкритий доступ

Blerina PAPAJANI1, Elvin COMO2, Albana HASIMI2, та Alfred LAKO3

1Department of Physics, University of Elbasan ‘Aleksandr Xhuvani’, Ismail Zyma Str., 3003 Elbasan, Albania
2Department of Meteorology, Institute of GeoSciences, 60 Don Bosko Str., 1024 Tirana, Albania
3Department of Environmental Engineering, Polytechnic University of Tirana, 4 Deshmoret e Kombit Blvd., 1000 Tirana, Albania

Characterizing Crystallinity and Phase Compounds in Polyvinyl Alcohol–Montmorillonite Nanocomposites Through X-Ray Diffraction and Optical Microscopy

649–667 (2026)

Індекси PACS: 07.60.Pb, 07.79.Fc, 07.85.Qe, 61.05.cf, 61.05.cp, 81.07.Pr, 81.70.Fy

Одержано 17 жовтня 2024 р.; після доопрацювання — 1 листопада 2024 р.

Метою даного дослідження було проаналізувати сучасні досягнення в рентґенівській дифрактометрії й оптичній мікроскопії для поліпшення характеризації нанокомпозитів полівініловий спирт–монтморилоніт. Розробка передових нанокомпозитів привертає значну увагу завдяки їхньому потенційному застосуванню в різних галузях. Серед них полівініловий спирт, армований монтморилонітом, став перспективним матеріялом завдяки своїм поліпшеним механічним і термічним властивостям. Однак глибоке розуміння кристалічности та фазових сполук у цих нанокомпозитах є важливим для оптимізації їхньої продуктивности й якости. Для досягнення цієї мети нещодавні дослідження по цих методиках було розглянуто, а також оцінено їхні ефективність, переваги й обмеження. Результати показують, що цифрова голографія, флюоресцентна мікроскопія та конфокальна мікроскопія значно поліпшують візуалізацію мікроструктурних особливостей і забезпечують детальні 3D-зображення та кількісний фазовий контраст. Рентґенівська дифракція in situ дає змогу моніторити структурні зміни в режимі реального часу, тоді як розсіяння Рентґенових променів під малими кутами надає детальну інформацію про розмір, форму та розподіл наноструктурованих особливостей. Синхротронна рентґенівська дифракція забезпечує дуже високу роздільчу здатність і чутливість, що сприяє точній характеризації властивостей нанокомпозиту. Завдяки інтеґрації цих передових методів дослідження створює комплексну основу для розуміння кристалічности та фазового складу нанокомпозитів полівініловий спирт–монтморилоніт, прокладаючи шлях для оптимізованої розробки матеріялів.

КЛЮЧОВІ СЛОВА: фазовий склад, рентґенівська дифракція, оптична мікроскопія, кристалічність, монтморилоніт, полівініловий спирт

Цитування:
Blerina Papajani, Elvin Como, Albana Hasimi, and Alfred Lako, Characterizing Crystallinity and Phase Compounds in Polyvinyl Alcohol–Montmorillonite Nanocomposites Through X-Ray Diffraction and Optical Microscopy, Nanosistemi, Nanomateriali, Nanotehnologii, 24, No. 2: 649–667 (2026); https://doi.org/10.15407/nnn.24.02.0649
ЛІТЕРАТУРА
  1. Albana Hasimi, Kyriaki G. Papadokostaki, and Merope Sanopoulou, Mater. Sci. Eng. C, 34: 369 (2014); https://doi.org/10.1016/j.msec.2013.09.027
  2. R. Nagarkar and J. Patel, Acta Sci. Phar. Sci., 3, Iss. 4: 34 (2019); https://actascientific.com/ASPS/pdf/ASPS-03-0230.pdf
  3. Izzat Zulkiflee and Mh Busra Fauzi, Biomedicines, 9, Iss. 8: 979 (2021); https://doi.org/10.3390/biomedicines9080979
  4. Leela Gautam, Sudhir G. Warkar, Syed Ishraque Ahmad, Ravi Kant, and Manish Jain, Polym. Eng. Sci., 62, Iss. 2: 225 (2021); https://doi.org/10.1002/pen.25849
  5. C. W. Bunn, Nature, 161: 929 (1948); https://doi.org/10.1038/161929a0
  6. Yixuan Li, Siheng Li, and Junqi Sun, Adv. Mater., 33, Iss. 13: 2007371 (2021); https://doi.org/10.1002/adma.202007371
  7. Ying Pan, Li Fu, Qingwei Zhou, Zhenan Wen, Cheng-Te Lin, Jinhong Yu, Weiming Wang, and Hongting Zhao, Polym. Compos., 41, Iss. 1: 210 (2019); https://doi.org/10.1002/pc.25361
  8. Zhenghui Shen, Araz Rajabi-Abhari, Kyudeok Oh, Guihua Yang, Hye Jung Youn, and Hak Lae Lee, Polymers, 13, Iss. 8: 1334 (2021); https://doi.org/10.3390/polym13081334
  9. A. Fahmy, T. A. Mohamed, M. Abu-Saied, H. Helaly, and F. El-Dossoki, Spectrochim. Acta A Mol. Biomol. Spectrosc., 228: 117810 (2020); https://doi.org/10.1016/j.saa.2019.117810
  10. B. H. Musa and N. J. Hameed, Mater. Today Proc., 20, Iss. 4: 439 (2020); https://doi.org/10.1016/j.matpr.2019.09.161
  11. A. Kayış, M. Kavgacı, H. Yaykaşlı, S. Kerli, and H. Eskalen, Glass Phys. Chem., 47, Iss. 5: 451 (2021); https://doi.org/10.1134/S1087659621050084
  12. T. S. Soliman, M. F. Zaki, M. M. Hessien, and S. I. Elkalashy, Opt. Mater., 111: 110648 (2021); https://doi.org/10.1016/j.optmat.2020.110648
  13. C. Zheng, D. Jin, Y. He, H. Lin, J. Hu, Z. Yaqoob, P. T. C. So, and R. Zhou, Adv. Photon., 2, Iss. 6: 065002 (2020); https://doi.org/10.1117/1.AP.2.6.065002
  14. V. Siva, D. Vanitha, A. Murugan, A. Shameem, and S. A. Bahadur, Compos. Commun., 23: 100597 (2021); https://doi.org/10.1016/j.coco.2020.100597
  15. S. B. Aziz, A. S. Marf, E. M. A. Dannoun, M. A. Brza, and R. M. Abdullah, Polymers, 12, Iss. 10: 2184 (2020); https://doi.org/10.3390/polym12102184
  16. N. M. Deghiedy and S. M. El-Sayed, Opt. Mater., 100: 109667 (2020); https://doi.org/10.1016/j.optmat.2020.109667
  17. Y. Z. N. Htwe and M. Mariatti, AIP Conf. Proc., 2267, Iss. 1: 020046 (2020); https://doi.org/10.1063/5.0016135
  18. U. Schnars, C. Falldorf, J. Watson, and W. Jüptner, Digital Holography and Wavefront Sensing: Principles, Techniques and Applications (Berlin–Heidelberg: Springer: 2015), p. 226; https://doi.org/10.1007/978-3-662-44693-5_3
  19. M. Fratz, T. Seyler, A. Bertz, and D. Carl, Light Adv. Manuf., 2, Iss. 3: 283 (2021); https://doi.org/10.37188/lam.2021.015
  20. Z. Qiang and M. Wang, ACS Macro Lett., 9, Iss. 9: 1342 (2020); https://doi.org/10.1021/acsmacrolett.0c00506
  21. M. S. Panagopoulou, A. W. Wark, D. J. S. Birch, and C. D. Gregory, J. Extracell. Vesicles, 9, Iss. 1: 1710020 (2020); https://doi.org/10.1080/20013078.2019.1710020
  22. E. H. K. Stelzer, F. Strobl, B.-J. Chang, F. Preusser, S. Preibisch, K. McDole, and R. Fiolka, Nat. Rev. Methods Primers, 1: 73 (2021); https://doi.org/10.1038/s43586-021-00069-4
  23. X. Chen, Y. Wang, X. Zhang, and C. Liu, Biomater. Sci., 9, Iss. 16: 5484 (2021); https://doi.org/10.1039/D1BM00676B
  24. X. Teng, F. Li, and C. Lu, Chem. Soc. Rev., 49, Iss. 8: 2408 (2020); https://doi.org/10.1039/C8CS00061A
  25. J. Jonkman, C. M. Brown, G. D. Wright, K. I. Anderson, and A. J. North, Nat. Protoc., 15: 1585 (2020); https://doi.org/10.1038/s41596-020-0313-9
  26. H. Sai, G. C. Lau, A. J. Dannenhoffer, S. M. Chin, L. D̵ord̵ević, and S. I. Stupp, Nano Lett., 20, Iss. 6: 4234 (2020); https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.0c00662
  27. J. Goergens, T. Manninger, and F. Goetz-Neunhoeffer, Cem. Concr. Res., 136: 106160 (2020); https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2020.106160
  28. C.-J. Chang, Y. Zhu, J. Wang, H.-C. Chen, C.-W. Tung, Y.-C. Chu, and H. M. Chen, J. Mater. Chem. A, 8, Iss. 37: 19079 (2020); https://doi.org/10.1039/D0TA06656G
  29. D. Luo, M. Li, Q. Ma, G. Wen, H. Dou, B. Ren, Y. Liu, X. Wang, L. Shui, and Z. Chen, Chem. Soc. Rev., 51, Iss. 8: 2917 (2022); https://doi.org/10.1039/D1CS01014J
  30. Y. Zhu, T.-R. Kuo, Y.-H. Li, M.-Y. Qi, G. Chen, J. Wang, Y.-J. Xu, and H. M. Chen, Energy Environ. Sci., 14, Iss. 4: 1928 (2021); https://doi.org/10.1039/D0EE03903A
  31. S. P. Green, K. M. Wheelhouse, A. D. Payne, J. P. Hallett, P. W. Miller, and J. A. Bull, Angew. Chem. Int. Ed., 59, Iss. 37: 15798 (2020); https://doi.org/10.1002/anie.202007028
  32. N. Saadatkhah, A. Carillo Garcia, S. Ackermann, P. Leclerc, M. Latifi, S. Samih, G. S. Patience, and J. Chaouki, Can. J. Chem. Eng., 98, Iss. 1: 34 (2020); https://doi.org/10.1002/cjce.23673
  33. T. W. Gräwert and D. I. Svergun, J. Mol. Biol., 432, Iss. 9: 3078 (2020); https://doi.org/10.1016/j.jmb.2020.01.030
  34. H.-G. Haubold, T. Vad, H. Jungbluth, and P. Hiller, Electrochim. Acta, 46, Iss. 10–11: 1559 (2001); https://doi.org/10.1016/S0013-4686(00)00753-2
  35. R. Ishige, Polym. J., 52, Iss. 9: 1013 (2020); https://doi.org/10.1038/s41428-020-0357-2
  36. T. Rathmann, H. Petersen, S. Reichle, W. Schmidt, A. P. Amrute, M. Etter, and C. Weidenthaler, Rev. Sci. Instrum., 92, Iss. 11: 114102 (2021); https://doi.org/10.1063/5.0068627
  37. H. Wiedemann, Particle Accelerator Physics (Berlin–Heidelberg: Springer: 2003), p. 1021; https://doi.org/10.1007/978-3-662-05034-7_20
  38. Y. Lin, W. Chen, L. Meng, D. Wang, and L. Li, Soft Matter, 16, Iss. 11: 3599 (2020); https://doi.org/10.1039/C9SM02554E
  39. Y. Alqaheem and A. A. Alomair, Membranes, 10, Iss. 2: 33 (2020); https://doi.org/10.3390/membranes10020033
  40. A. Ali, Y. W. Chiang, and R. M. Santos, Minerals, 12, Iss. 2: 205 (2022); https://doi.org/10.3390/min12020205
  41. M. Doumeng, L. Makhlouf, F. Berthet, O. Marsan, K. Delbé, J. Denape, and F. Chabert, Polym. Test., 93: 106878 (2021); https://doi.org/10.1016/j.polymertesting.2020.106878
  42. A. Hasimi, K. G. Papadokostaki, and M. Sanopoulou, Mater. Sci. Eng. C, 34: 369 (2014); https://doi.org/10.1016/j.msec.2013.09.027