Прогнозування електропровідності полімерних нанокомпозитів із застосуванням нечітко-логічного підходу штучного інтелекту
| Автори | Е.А. Лисенков1 , О.В. Козлов1, Р.В. Дінжос1 , С.С. Рижков2, F. Korkees3 |
| Афіліація |
1Чорноморський національний університет ім. Петра Могили, 54003 Миколаїв, Україна 2Міжнародна академія морських наук, технологій та інновацій 54025 Миколаїв, Україна 3Materials Science and Engineering Department, Faculty of Science and Engineering, Swansea University, SA1 8EN Swansea, United Kingdom |
| Е-mail | ealysenkov@ukr.net |
| Випуск | Том 18, Рік 2026, Номер 4 |
| Дати | Одержано 15 квітня 2026; у відредагованій формі 20 серпня 2026; опубліковано online 21 серпня 2026 |
| Цитування | Е.А. Лисенков, О.В. Козлов, Р.В. Дінжос, та ін., Ж. нано- електрон. фіз. 18 № 4, 04022 (2026) |
| DOI | https://doi.org/10.21272/jnep.18(4).04022 |
| PACS Number(s) | 72.80.Tm, 64.60.ah, 72.20. – i, 81.05.Qk |
| Ключові слова | Полімолочна кислота (2) , Полімерні нанокомпозити (15) , Вуглецеві нанотрубки (27) , Електропровідність (39) , Штучний інтелект (6) , Моделі нечіткої логіки. |
| Анотація |
У роботі досліджено електропровідність полімерних нанокомпозитів, наповнених вуглецевими нанотрубками, з урахуванням впливу їх концентрації та діаметра. Експериментальні дані демонструють виражений нелінійний характер залежності електропровідності від вмісту наповнювача, що супроводжується переходом від тунельного механізму переносу заряду в області низьких концентрацій до перколяційного транспорту після формування безперервної провідної мережі. Показано, що діаметр нанотрубок істотно впливає на рівень електропровідності в усьому діапазоні концентрацій, зокрема в доперколяційній області, що пов’язано зі зміною ефективності міжчастинкових контактів та умов тунелювання. Проведено порівняльний аналіз експериментальних залежностей із використанням класичних аналітичних моделей, зокрема перколяційного підходу та узагальненої моделі ефективного середовища МакЛахлана. Встановлено, що ці моделі дозволяють описувати окремі криві електропровідності, однак їх параметри суттєво змінюються при зміні діаметра нанотрубок і втрачають фізичну інтерпретованість, що обмежує їх застосування для узагальненого опису системи.Для подолання зазначених обмежень розроблено інтелектуальну модель електропровідності на основі нечіткої логіки, яка дозволяє одночасно враховувати концентрацію та діаметр нанотрубок без необхідності задання жорсткої аналітичної залежності. Запропонований підхід до моделювання забезпечує високу точність відтворення експериментальних даних і формує узагальнений опис залежності електропровідності від параметрів системи. Отримані результати підтверджують ефективність застосування методів штучного інтелекту для моделювання та прогнозування властивостей складних полімерних нанокомпозитів за умов обмеженого обсягу експериментальних даних. |
|
Перелік посилань |
Інші статті цього номера
1) Теорія спінових хвиль дипольного обміну у феромагнітній нанотрубці за наявності термоелектрично індукованого моменту переносу спіну. Випадок еліптичної нанотрубки [04001-1-04001-11]2) Електричні, теплові та механічні властивості композитних матеріалів з вуглецевими мікро- та нанонаповнювачами [04002-1-04002-8]
3) Мікрохвильова поведінка композитних плівок ПВХ/ЗІГ/Вуглецевий матеріал у Х-діапазоні [04003-1-04003-9]
4) Мікросмужкова патч-антена з високим коефіцієнтом підсилення та щілинним навантаженням з дефектною заземлювальною структурою для WLAN на частоті 5,8 ГГц [04004-1-04004-6]
5) П’єзооптичний ефект в нітраті свинцю [04005-1-04005-4]
6) Електроосадження та корозійна поведінка лантанових покриттів на жерсті в хлоридному середовищі [04006-1-04006-6]
7) Отримання композитних матеріалів на основі заліза з контрольованим легуванням Cu та Au способом EB-PVD із трьома випарниками [04007-1-04007-6]
8) Електронний транспорт, керований кутом муару, у нанопристроях Ван-дер-Ваальса MoS2/WS2 з графеновими та силіценовими електродами [04008-1-04008-8]
9) Аналіз рухливості носіїв сигналу з двома затворами JLFET з піднятим витоком-стоком для силових пристроїв [04009-1-04009-5]
10) Розробка тридіапазонної монопольної антени з використанням оптимізації за допомогою машинного навчання [04010-1-04010-5]
11) Проєктування та оптимізація міліметрової антени на частоті 27/34 ГГц для систем зв'язку наступного покоління [04011-1-04011-5]
12) Тета-подібна мікросмужкова патч-антена з DGS для розгортання 5G середнього діапазону з подвійним NR [04012-1-04012-4]
13) Антени на основі метаповерхні для систем зв'язку 5G та міліметрових хвиль [04013-1-04013-5]
14) Проєктування широкосмугової антени у формі Шрічакри з посиленим підсиленням на основі FSS для мікрохвильових ліній передачі даних [04014-1-04014-6]
15) Аналіз еліптичного мікросмужкового щілинного EPA для застосувань Wi-Max [04015-1-04015-4]
16) Гібриди неблагородного плазмонного сплаву-напівпровідника типу ядро-оболонка для фотокаталізу видимого світла: конструкція, настроюваність та динаміка заряду [04016-1-04016-4]
17) Компактна 4-елементна MIMO-антена на основі BO–ANN для терміналів з частотою менше 6 ГГц [04017-1-04017-5]
18) Проєктування та аналіз дводіапазонної антени PIFA з використанням метаповерхні на частоті 8-10 ГГц для застосування високочастотних датчиків [04018-1-04018-5]
19) Аналіз компактного хрестоподібного BPF для застосувань супутникового зв'язку [04019-1-04019-4]
20) Розробка високопродуктивного безсвинцевого перовскітного сонячного елемента на основі Cs2SnX6 (X = Br) з оптимізацією різних транспортних шарів [04020-1-04020-4]
21) Проєктування та аналіз реконфігурованої подвійної надширокосмугової мікросмужкової антени з надширокосмуговим вирізом [04021-1-04021-5]
22) Друк наноматеріалами, що забезпечує рівномірну якість нитки в структурах MXene [04023-1-04023-6]
23) Дослідження електричних характеристик багатоканального безперехідного польового транзистора SiGe з нанодротом у вузлі технології Sub-5 нм [04024-1-04024-5]
24) Проєктування мініатюрної мікросмужкової антени з можливістю реконфігурації частоти з використанням PIN-діодів та дефектної заземлювальної структури для сучасного бездротового зв'язку [04025-1-04025-8]
25) Особливості частотних залежностей дислокаційного декременту затухання ультразвуку для іонних кристалів з радіаційними дефектами і домішками [04026-1-04026-5]
26) Компактна архітектура антени Snow-Flex Structured MIMO з покращеною ізоляцією для бездротових сенсорних мереж 2,48 ГГц [04027-1-04027-5]
27) Налаштування структурних та оптичних властивостей наночастинок CdS, легованих міддю, за допомогою інженерії контрольованої забороненої зони [04028-1-04028-7]
28) wxAMPS-моделювання механізму електронного переносу у власних та легованих нанокристалічних кремнієвих тонких плівках [04029-1-04029-10]
29) Пористі плівки з родаміном 6Ж, нільським червоним та квантовими точками CdTe для високочутливого виявлення ацетону та аміаку в повітрі [04030-1-04030-8]
30) Дослідження динамічних характеристик світлодіодів методом малого збурення [04031-1-04031-7]
31) Синтез і характеристика наноструктур шпінелі CuCr1.4Co0.6O4: вплив легування коба-льтом на оптичні та фотокаталітичні властивості [04032-1-04032-9]
32) Виготовлення гетеропереходу наночастинок p-Bi2O3/n-CdSe за різних температур підкладки [04033-1-04033-4]
