Российские химики разработали быструю и безотходную методику обработки пленок из углеродных нанотрубок, которая позволяет легировать этот материал и адаптировать его для производства сенсорных экранов, солнечных батарей и прочих электронных устройств. Об этом сообщила пресс-служба «Сколтеха» (входит в группу ВЭБ.РФ).

«Выбор той или иной легирующей добавки продиктован компромиссом между повышением проводимости, прозрачностью пленки и устойчивостью эффекта. Прежде тонкие пленки нанотрубок могли удовлетворить лишь двум критериям из трех. А сейчас нам удалось получить все три в одном материале», – пояснил профессор «Сколтеха» Альберт Насибулин, чьи слова приводит пресс-служба вуза.

Исследователи уже несколько лет работают над созданием технологий, которые позволяли бы получать гибкие и при этом прозрачные пленки из нанотрубок, которые обладали бы высоким уровнем электропроводности и механической прочности. Такие материалы можно использовать для производства сенсорных экранов и прочих электронных устройств, пропускающих свет или взаимодействующих с ним.

Как объясняют химики, перед использованием пленки из нанотрубок необходимо легировать при помощи соединений хлора, брома и атомов золота, меди и других металлов, которые повышают проводимость и стойкость этих материалов. Подобная обработка требует времени и расхода дополнительных ресурсов, что повышает себестоимость производства устройств на базе этого наноматериала.

Ученые обнаружили, что эту процедуру можно значительно упростить и удешевить, если использовать для допирования не соединения галогенов и металлов, а газообразный диоксид азота (NO₂). В прошлом химики считали, что его молекулы повреждают нанотрубки, однако профессор Насибулин и его коллеги обнаружили, что при нагреве до температуры в 300 градусов Цельсия взаимодействия NO₂ с нанотрубками ведут к значительному улучшению их свойств.

Проведенные учеными опыты показали, что допирование при помощи двуокиси азота приводит к более стабильным изменениями в свойствах нанотрубок, чем при их обработке соединениями галогенов и металлов, и при этом подобная обработка не влияет негативным образом на прозрачность пленок. Все это, как надеются ученые, приведет к быстрому проникновению разработанной ими технологии в промышленное производство.

О нанотрубках

Первые углеродные нанотрубки были созданы экспериментальным путем и детально изучены в 1991 году. Как показали первые опыты, они обладают множеством полезных свойств. В частности, эти структуры хорошо проводят тепло и ток, отличаются высокой прочностью и механической устойчивостью. Впоследствии ученые обнаружили, что их можно применять для создания сверхчувствительных детекторов различных газов, гибких сенсорных панелей и других полезных устройств.