Специалисты СПбГУ усовершенствовали углеродные нанотрубки.

Как сообщают специалисты из LANart (lan-art.ru), химикам СПбГУ (spbu.ru) удалось открыть метод модификации углеродных нанотрубок. Он предполагает обработку материала олигосилоксанами и полисилоксанами с высокой долей ферроценилов. Такое воздействие изменяет структуру, делает ее более эластичной, гибкой, увеличивает токопроводящие свойства. Улучшенные трубки, по мнению создателей, будут востребованы в компактной электронике, в частности – в устройствах с гибкими экранами.

Характер проблемы.

Изготовление углеродных нанотрубок (УНТ) строится на “сворачивании” листовых заготовок из графена, придании им цилиндрической формы. Они хорошо проводят электрический ток, тепловую энергию, выдерживают выраженные механические воздействия без разрывов и деформаций.

Впечатляющие физические свойства обеспечивают им спрос при изготовлении композитов на полимерной, например силиконовой, основе. Добавление углерода не снижает эластичность силикона, значительно улучшая способность проводит ток и тепло.

Минус обычных УНТ – неравномерное распределение по структуре. Это не позволяет добиться одинаковых свойств по всей матрице, ограничивает эксплуатационные области материала. Усовершенствование, идея которого предложена учеными СПбГУ, предполагает придание трубкам свойств электроактивности, за счет которой распределение окажется более равномерным.

Результаты испытаний и тестов, проведенных в Санкт-Петербурге, уже задокументированы и положительно оценены государственными комиссиями, удостоились наград и премий.

Решение.

Подробностями исследований поделилась Регина Исламова, возглавляющая научную группу. Суть идеи – прививание на поверхности углеродных трубок олигосилоксанов и полисилоксанов, насыщенных ферроценилом. Усовершенствованные УНТ внедряются в матрицу на основе силикона.

Практическая ценность разработки – ее применение при совершенствовании следующего:

• Полупроводники. Повышение их пластичности, гибкости, стойкости к температурным нагрузкам, электропроводности.
• Датчики, реагирующие на химические и электрические воздействия.
• Компоненты, востребованные в производстве элементов питания, АКБ, классической и оптической электроники.

Испытания показали, что улучшение базовых характеристик УНТ достигается при модификации любых композиций на основе силикона. Не обязательно использовать дорогие импортные смеси, поставки которых затруднены и ограничены. Подойдут и альтернативы российского производства.

Способ модификации не просто эффективен, но безопасен. По этому показателю он превосходит доступные аналоги, позволяет обойтись без концентрированных кислот, компонентов с выраженной токсичностью и радиоактивностью. Это сохраняет здоровье персонала, занятого в производстве, исключает структурные повреждения УНТ. Все их базовые свойства cохранены, что важно для эффективной эксплуатации готовой электроники, ее соответствия проектным требованиям.

Дополнительная ценность метода – минимальные расходы. Все компоненты, использующиеся в производственным цикле, достаточно дешевы. Помимо финансовых, снижаются и траты времени. Ранее распространенные методики требовали нескольких циклов обработки, методика СПбГУ – одного.