В ТПУ разработали метод создания функционального композита для гибких датчиков

Технологию создания материалов для гибких и долговечных датчиков на основе металлоорганических каркасов, MOF, разработали учёные из ТПУ совместно с коллегами из Китая.

Эти материалы получают с помощью лазерной обработки, в результате которой каркасы превращаются в люминесцентные наноуглероды. Такой композит может служить гибкими электродами для высоконадёжных датчиков температуры и изгиба.

Исследование проводилось при грантовой поддержке Российского научного фонда и Государственного фонда естественных наук Китая.

Результаты работы ученых опубликованы в журнале Advanced Optical Materials.

Учёные ТПУ обнаружили, что с помощью лазерной обработки полимеров MOF можно увеличить сигнал люминесценции до 70 раз. Это позволяет использовать его для измерения температуры и надёжного определения изменений в работе датчиков, которые реагируют на температуру, давление или деформацию. Такие датчики широко применяются в различных областях — от транспорта и энергетики до медицины.

Учёные из Томского политеха предложили простой способ увеличить люминесценцию MOF. Другие методы требуют больше времени и сложных этапов синтеза.

Способ заключается в трансформации MOF, содержащего цинк и органические лиганды, в высоколюминесцентные N-легированные наноуглероды. Исследования проводились научной группой ТERS-Team ТПУ под руководством профессора Евгении Шеремет и их коллегами под руководством профессора Ранран Ванг из Шанхайского института керамики Китайской академии наук.

Учёные исследовали тип металлоорганического каркаса ZIF-8 и то, как на него влияет лазерная обработка.

ZIF-8 состоит из цинка и органических молекул, которые образуют кристаллическую структуру. Этот материал имеет большую площадь поверхности, контролируемую пористость и может сочетать разные ионы металлов и органические лиганды.

Учёные Томского политеха провели эксперименты, чтобы выяснить, как непрерывное лазерное излучение влияет на свойства фотолюминесценции материала. Для этого они наносили металлоорганические каркасы на разные подложки и подвергали их лазерному облучению с разной длительностью импульса.

Мы обнаружили интересный эффект: при облучении ZIF-8 лазером получается материал с интенсивной люминесценцией, вне зависимости от подложки. Это было сделано с помощью лазера.

Материал превратился в легированный азотом наноуглерод и наноструктуры оксида цинка. При использовании гибкой полиуретановой плёнки, напечатанной на 3D-принтере, произошла интеграция углерода в подложку. Материал стал электропроводящим и механически прочным для гибкой электроники, — рассказывает Чан Туан Хоанг, один из авторов статьи и инженер Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий ТПУ.

Учёные выяснили, что новый композит обладает несколькими важными свойствами: он податлив биологически, чувствителен к температуре и прочен.

Исследователи также проверили, можно ли использовать композит в датчиках температуры и деформации. Оказалось, что электрическое сопротивление материала меняется при деформации, а люминесценция — при изменении температуры. При этом материал долго не разрушается: его можно согнуть 10 тысяч раз, и он сохранит свои свойства. Это позволит создавать датчики, которые независимо измеряют температуру и изгиб.

24.09.2024


Подписаться в Telegram



Хайтек

В ТПУ создали многоразовые накопители водорода из отечественного сырья
В ТПУ создали многоразовые накопители водорода из отечественного сырья

Более дешевые металлогидридные накопители водо...

Новый подход к производству цифрового света решает проблемы 3D-печати
Новый подход к производству цифрового света решает проблемы 3D-печати

Новый метод производства цифрового света для&n...

AEM: Гибридный полупроводник позволит лучше понять спинтронику
AEM: Гибридный полупроводник позволит лучше понять спинтронику

Электроны вращаются без электрического за...

Томские ученые представили цифровое решение для оптимизации НПЗ
Томские ученые представили цифровое решение для оптимизации НПЗ

Новый программный комплекс представили ученые ...

В НГУ разработали первые фильтры для технологии связи 6G
В НГУ разработали первые фильтры для технологии связи 6G

Уникальные фильтры для импульсной терагер...

Ученые КФУ выяснили, как дефекты в полупроводниках влияют на свет
Ученые КФУ выяснили, как дефекты в полупроводниках влияют на свет

Физическая модель, которая описывает взаимодей...

Новый метод синтеза лекарств открыли российские химики
Новый метод синтеза лекарств открыли российские химики

Новый метод синтеза производных пирролизидина ...

Advanced Materials: Созданы волокна в одежду для питания смартфона от тепла тела
Advanced Materials: Созданы волокна в одежду для питания смартфона от тепла тела

Термоэлектрический материал, который можно исп...

В Томском университете создали интегральные схемы для российских РЛС
В Томском университете создали интегральные схемы для российских РЛС

Первый российский комплект интегральных схем д...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

ES&T: Волокна на биооснове изводят земляных червей быстрее, чем полиэфирные
ES&T: Волокна на биооснове изводят земляных червей быстрее, чем полиэфирные
Nature Astronomy: Красные карлики тоже обогащают Вселенную
Nature Astronomy: Красные карлики тоже обогащают Вселенную
NPJ Microgravity: Микрогравитация усиливает способность клеток регенерировать
NPJ Microgravity: Микрогравитация усиливает способность клеток регенерировать
Созданная в МГУ ИИ-система для прогнозирования доз инсулина требует доработки
Созданная в МГУ ИИ-система для прогнозирования доз инсулина требует доработки
Palaeontology: Птицу ужаса, останки которой нашли в Южной Америке, съел кайман
Palaeontology: Птицу ужаса, останки которой нашли в Южной Америке, съел кайман
NatElec: Нанотранзисторы преодолеют ограничения кремниевых полупроводников
NatElec: Нанотранзисторы преодолеют ограничения кремниевых полупроводников
Открыта связь депрессии с нарушением формирования функциональной сети мозга
Открыта связь депрессии с нарушением формирования функциональной сети мозга
На Урале предложили высаживать коноплю для поглощения углекислого газа
На Урале предложили высаживать коноплю для поглощения углекислого газа
Nature Chemistry: Протоклетки помогут биохимикам понять, как зародилась жизнь
Nature Chemistry: Протоклетки помогут биохимикам понять, как зародилась жизнь
В Воронеже разработали новый метод извлечения коллагена из кожи пресноводных рыб
В Воронеже разработали новый метод извлечения коллагена из кожи пресноводных рыб
В ТПУ создали многоразовые накопители водорода из отечественного сырья
В ТПУ создали многоразовые накопители водорода из отечественного сырья
Новый подход к производству цифрового света решает проблемы 3D-печати
Новый подход к производству цифрового света решает проблемы 3D-печати
Простой анализ крови поможет предотвратить преэклампсию у рожениц
Простой анализ крови поможет предотвратить преэклампсию у рожениц
Cancer: Аэробные упражнения рассеивают туман в мозге, вызванный химиотерапией
Cancer: Аэробные упражнения рассеивают туман в мозге, вызванный химиотерапией
Искусственный «нос» может учуять испорченные фрукты и испорченное мясо
Искусственный «нос» может учуять испорченные фрукты и испорченное мясо

Новости компаний, релизы

Международные эксперты оценили разработанную для нижегородского завода технологию
На старт! Внимание! MITEX!
Фестиваль научных театров «Наука всем!» прошёл в Санкт-Петербурге
Всероссийский исторический кроссворд собрал 15 тысяч участников
«Вертолеты России» представили на саммите БРИКС Ми-171А3 AURUS, Ми-38 и модернизированный Ансат