Ученые Томского политехнического университета вместе с коллегами из Германии, Нидерландов и Китая создали многофункциональную сенсорную платформу на основе прочного нанокомпозита.
Как уточняют в пресс-службе вуза, исследователи провели лазерную обработку графена, модифицированного солями диазония, который был нанесен на поверхность полиэтилентерефталата (ПЭТ). В результате удалось получить электропроводящий композит с улучшенными прочностными характеристиками. При этом сама технология более эффективна по сравнению с существующими аналогами, проста в исполнении и не требует использования сложного энергоемкого дорогостоящего оборудования.
«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.
Ранее научная группа уже предлагала использование модифицированного графена для создания проводящих и стабильных структур на стекле и полимере. Но 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.
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.
Проводящие полимерные нанокомпозиты применяют в гибкой электронике, производстве химических и электрохимических датчиков, портативных медицинских устройств, батарей и в 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.
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).
Подписывайтесь на наш телеграм-канал «Томский Обзор».