Исследователи из Сколтеха, МФТИ и других научных центров нашли быстрый и недорогой способ изготовления узорчатых пленок из углеродных нанотрубок. Такие пленки по ряду свойств лучше, чем сплошные, подходят для производства деталей для устройств связи шестого поколения и гибкой и прозрачной электроники, например нательных фитнес-трекеров.

Как получить узорчатые пленки — ученые описали в статье в журнале Chemical Engineering Journal.

У углеродных нанотрубок, как и у других материалов, есть несколько уровней организации. На атомном уровне одностенную нанотрубку можно представить как свернутый в цилиндр лист графена (слой углерода толщиной один атом). Такие цилиндры слипаются в нити, которые, в свою очередь, образуют структуру третьего уровня — пористую трехмерную сеть. Она может тонким слоем покрывать некоторую поверхность, и это и есть пленка из углеродных нанотрубок. Следующий уровень — модифицировать саму пленку. Например, можно удалить часть материала таким образом, чтобы в результате остался правильный геометрический рисунок.

«Наш коллектив предложил весьма эффективный способ изготовления сетчатых пленок из углеродных нанотрубок. Прежде их получали буквально выжигая дырки в сплошной пленке. Идея в том, что пленка при этом становится прозрачнее ценой не слишком сильного падения электропроводности. В итоге мы имеем прозрачный проводник, к тому же гибкий, — все, что нужно для оптического электрода, который можно использовать в гибкой прозрачной электронике, например носимых биосенсорах для мониторинга пульса, дыхания и насыщения крови кислородом», — рассказал один из авторов исследования, старший преподаватель Центра фотоники и фотонных технологий Сколтеха Дмитрий Красников. По словам ученого, такая сетчатая структура также может служить дифракционной решеткой — этот элемент пригодится в устройствах связи 6G.

Существует два основных подхода к изготовлению узорчатых пленок из углеродных нанотрубок.