Ученые ТПУ предложили технологию получения сверхпрочного нанокомпозита для гибкой электроники

Исследователи Томского политеха совместно с коллегами из Германии, Нидерландов и Китая разработали многофункциональную сенсорную платформу на основе прочного нанокомпозита.

Ученые провели лазерную обработку графена, модифицированного солями диазония, который был нанесен на поверхность полиэтилентерефталата (ПЭТ).

Под воздействием лазера формируется электропроводящий полимерный композит с улучшенными прочностными характеристиками. Технология по сравнению с существующими аналогами более эффективная, простая в исполнении, не требующая использования сложного энергоемкого и дорогостоящего оборудования.

Результаты исследования специалистов научной группы TERS-Team ТПУ под руководством профессоров Евгении Шеремет и Рауля Родригеса и их зарубежных коллег опубликованы в журнале Carbon (IF:9.594; Q1).

Ранее научная группа уже предлагала использование графена, модифицированного солями диазония, для создания проводящих и стабильных структур на стекле и полимере в работе, опубликованной в Materials Horizons.

Однако только сейчас удалось доказать формирование композита, исследовать механизм процесса и показать, что свойства конечного материала зависят от параметров лазерной обработки.

Для этого использовались методы физико-химического анализа материалов, а также высокоскоростная видеосъемка, компьютерные симуляции и исследование антибактериальной активности.

Проводящие полимерные нанокомпозиты — это новые функциональные материалы, применяемые в гибкой электронике, производстве химических и электрохимических датчиков, портативных медицинских устройств, батарей и интернете вещей.

Графен является наиболее прочным и легким электропроводящим соединением углерода, он превосходит проводники и оксиды металлов по ряду параметров.

А модификация солями диазония позволяет получить из гидрофобного вещества суспензию, что важно для нанесения материала на полимерные подложки.

Графен в виде суспензии ученые нанесли тонкой пленкой на подложку из ПЭТ, после чего подвергли лазерному облучению. Благодаря комбинации термического и фотохимического эффектов проходит несколько важных процессов. В частности, под воздействием высоких температур происходит частичное вплавление графена в полимер. Это делает композит особенно прочным и устойчивым к внешним механическим воздействиям.

Принципиальная особенность технологии — возможность управлять свойствами композита при контроле параметров лазерной обработки. При облучении происходит частичное «выжигание» из графена солей диазония, благодаря чему материал становится электропроводящим.

Чем больше групп солей диазония удалено таким образом, тем выше электрическая проводимость. Регулируя мощность лазера, длину волны, скорость перемещения, мы регулируем электрическую проводимость материала.

Это позволяет использовать один и тот же материал в разных устройствах и создавать целую линейку различных датчиков на основе одной технологии»,

— рассказывает первый автор статьи, ассистент Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий ТПУ Анна Липовка.

Сейчас ученые исследуют возможность использования лазерного облучения для получения сверхпрочных электропроводящих композитов на основе стеклянных подложек. Эта разработка может быть актуальна для оптоэлектроники и сенсорики.

26.04.2022


Подписаться в Telegram



Нано

ASC Nano: Ученые придумали, как свернуть нанолист в рулончик
ASC Nano: Ученые придумали, как свернуть нанолист в рулончик

Исследователи из Токийского столичного ун...

Nano Letters: Вибрирующие нанопузырьки помогут усовершенствовать очистку воды
Nano Letters: Вибрирующие нанопузырьки помогут усовершенствовать очистку воды

Новое исследование физики вибрирующих нанопузы...

Nature Nanotechnology: Замена асбеста в строительстве оказалась не менее опасной
Nature Nanotechnology: Замена асбеста в строительстве оказалась не менее опасной

Патогенный потенциал вдыхания инертных волокни...

Nano Letters: Уязвимость ГЭБ у пациентов с Альцгеймером используют для лечения
Nano Letters: Уязвимость ГЭБ у пациентов с Альцгеймером используют для лечения

Нейродегенеративными заболеваниями, такими как...

Electrochemistry Communications: Из нанопагод ZnO разработан фотоэлектрод
Electrochemistry Communications: Из нанопагод ZnO разработан фотоэлектрод

Исследовательская группа, состоящая из со...

LS&A: Исследователи усилили передачу сигнала в перовскитовых нанолистах
LS&A: Исследователи усилили передачу сигнала в перовскитовых нанолистах

Перовскитовые материалы по-прежнему вызывают б...

Nature Communications: В модельном организме ученые нашли наноструктуры
Nature Communications: В модельном организме ученые нашли наноструктуры

У всех представителей животного царства есть ж...

PNAS: Ученые применили нанотехнологии для понимания поведения опухолей
PNAS: Ученые применили нанотехнологии для понимания поведения опухолей

Исследование, проведенное докторантом Пабло С....

Small: Форма пропеллера поможет обуздать движение наночастиц
Small: Форма пропеллера поможет обуздать движение наночастиц

Самодвижущиеся наночастицы потенциально могут ...

Science Advances: Нанопластики способствуют развитию болезни Паркинсона
Science Advances: Нанопластики способствуют развитию болезни Паркинсона

Нанопластики взаимодействуют с особым бел...

Nature Materials: Из наночастиц и ДНК ученые собрали квазикристалл
Nature Materials: Из наночастиц и ДНК ученые собрали квазикристалл

Наноинженеры создали квазикристалл &mdash...

Physical Review Fluids: Волновую механику применили в нанометровом масштабе
Physical Review Fluids: Волновую механику применили в нанометровом масштабе

Исследователи показали, что принципы рабо...

Исследователи создали нанопленку, укрощающую огонь
Исследователи создали нанопленку, укрощающую огонь

Высокотемпературное пламя используется для&nbs...

Ученые разработали нанотатуировки для наблюдения за клетками
Ученые разработали нанотатуировки для наблюдения за клетками

Инженеры разработали наноразмерные татуировки&...

Ученые обнаружили нанороботов в живой ткани
Ученые обнаружили нанороботов в живой ткани

Самое удивительное, что они там, каж...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Новая реалистичная компьютерная модель поможет роботам собирать лунную пыль
Новая реалистичная компьютерная модель поможет роботам собирать лунную пыль
С помощью GPT-4 создали видеоуроки по педиатрии для слабо обеспеченных больниц
С помощью GPT-4 создали видеоуроки по педиатрии для слабо обеспеченных больниц
Телескоп Джеймс Уэбб обнаружил следы нейтронной звезды в легендарной сверхновой
Телескоп Джеймс Уэбб обнаружил следы нейтронной звезды в легендарной сверхновой
Нервная анорексия у мужчин опасна для жизни
Нервная анорексия у мужчин опасна для жизни
Nicotine & Tobacco Research: Запрет сигарет с ментолом помогает бросить курить
Nicotine & Tobacco Research: Запрет сигарет с ментолом помогает бросить курить
Новое исследование роли дофамина поможет лечить болезнь Паркинсона
Новое исследование роли дофамина поможет лечить болезнь Паркинсона
Мальротацию кишечника новорожденных помогут распутать лягушачьи икринки
Мальротацию кишечника новорожденных помогут распутать лягушачьи икринки
Nature Comm: Младенцев с синдромом Дауна в древности почитали как особенных
Nature Comm: Младенцев с синдромом Дауна в древности почитали как особенных
Крошечную метку на замену RFID сделали еще надежнее
Крошечную метку на замену RFID сделали еще надежнее
Освоение космоса: остановить нельзя развивать
Освоение космоса: остановить нельзя развивать
Гигантские антарктические морские пауки удивили всех отношением к потомству
Гигантские антарктические морские пауки удивили всех отношением к потомству
Геномы бабочек и мотыльков практически не изменились за 250 млн лет эволюции
Геномы бабочек и мотыльков практически не изменились за 250 млн лет эволюции
Ученые намерены глубже понять жизнь на Земле благодаря имиджеомике
Ученые намерены глубже понять жизнь на Земле благодаря имиджеомике
Как выглядит работающий рекламный баннер
Как выглядит работающий рекламный баннер
Исследование: теряя товарищей по стае, овсянки отказываются зимовать на прежнем месте
Исследование: теряя товарищей по стае, овсянки отказываются зимовать на прежнем месте

Новости компаний, релизы

НАИРИТ объявит итоги Всероссийского инновационного конкурса 21 февраля
НАИРИТ объявит итоги Всероссийского инновационного конкурса 21 февраля
«Инструменты инновационного развития»
«Инструменты инновационного развития»
3 причины перехода с печатной рекламы на цифровую
3 причины перехода с печатной рекламы на цифровую
Виды резервирования серверов для задач АСУ ТП
Виды резервирования серверов для задач АСУ ТП
Выбор клиники и лечащего врача с помощью специализированного сервиса
Выбор клиники и лечащего врача с помощью специализированного сервиса