• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
27.09.2021
НИТУ «МИСиС»
1
1 293

Новая технология повысила электропроводность композитов на основе углеродных нанотрубок

4.4

Команда ученых НИТУ «МИСиС» совместно с Тамбовским государственным техническим университетом, Томским политехом и университетом Нигерии представила новый композиционный материал с уникальной объемной внутренней структурой на основе модифицированных углеродных нанотрубок. Разработанный электропроводный композит может быть применим для создания полимерных обогревательных элементов, саморегулирующихся греющих кабелей, электродов катодной защиты.

Электронные нанотрубки / ©Getty images

Результаты работы опубликованы в международном научном журнале Composites Science and Technology. Электропроводящие полимеры сочетают в себе проводниковые свойства металлов, а также низкий удельный вес, высокие механические свойства и коррозионную стойкость полимерных материалов, что открывает новые возможности для конструирования электродов систем катодной защиты трубопроводов и емкостного оборудования, кабельных оболочек для защиты от элекромагнитных потерь и коронного разряда.

Высокая электропроводность обычно связана с большой степенью наполнения полимеров функциональными электропроводными добавками, тогда как сохранение хороших механических свойств возможно только при их низкой концентрации. Решая этот парадокс, многие исследователи во всем мире стремятся снизить содержание электропроводящих наполнителей. Одно из эффективных путей решения этой задачи — структурирование наполнителя в объеме связующего, создание упорядоченных проводящих (перколяционных) сеток частиц наполнителя. В подавляющем большинстве случаев такое структурирование сопряжено со значительным усложнением и удорожанием технологии.

Морфология исходных компонентов и структура полученного композита под электронным микроскопом / ©НИТУ “МИСиС”

Международный коллектив ученых решил задачу по созданию локализованных структур наполнителя и снижению перколяционного порога с помощью традиционных технологий прямого прессования полимеров, что позволило обеспечить высокую электропроводность полимерного материала при минимальном содержании наполнителя и недорогой технологии получения изделий.

График электропроводности исходных компонентов и легированных йодом полученных композитов / ©НИТУ “МИСиС”

«Мы показали возможность создания композитов, содержащих многослойные углеродные нанотрубоки (МУНТ), которые формируют каркасные микронные структуры в объеме матрицы полиметиленметакрилата (ПММА). Формируемая стабильная перколяционная сетка обеспечивает высокую электропроводность полученного материала при минимальной концентрации наполнителя», – рассказал научный сотрудник кафедры ФНиВТМ НИТУ «МИСиС» Игорь Бурмистров.

Графическая абстракция. Распределение нанотрубок / ©НИТУ “МИСиС”

Модификация материала йодом обеспечивает дополнительное повышение электропроводности и защиту от биологических факторов деструкции при эксплуатации элементов катодной защиты в естественном грунте. «При легировании йодом электропроводность этих композитов увеличивается на сотни процентов, что связано со снижением потенциальных барьеров переноса заряда между отдельными нанотрубками в объеме композита», – поясняет Игорь Бурмистров.

Электронные изображения полученных массивов нанотрубок / ©НИТУ “МИСиС”

Области применения созданных электропроводных композитов разнообразны, но главное – это создание функциональных материалов с заданными показателями электропроводности и диэлектрической проницаемости, улучшенной антикоррозионной и антибактериальной устойчивостью. Они позволят создавать новые перспективные полимерные электродные элементы для защиты металлических элементов различных строительных конструкций, нефте- и газопроводов, механизмов, работающих в морской воде.  

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС» — российский технический университет; первый вуз в стране, получивший статус «Национального исследовательского технологического университета», лучший вуз России 2019 года по версии Forbes Россия. Сегодня в состав НИТУ «МИСиС» входят 9 институтов и 6 филиалов, 4 из которых работают в России и 2 за рубежом.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
7 часов назад
Алиса Гаджиева

В Восточной Анатолии обнаружили руины цитадели, которую, по мнению специалистов, невозможно было захватить.

Вчера, 18:14
Александра Медведева

Ученые сравнили экспрессию генов в матках беременных самок млекопитающих различных видов и сопоставили эти данные с положением видов на эволюционном дереве, чтобы проследить историю плаценты. Оказалось, плацента общего предка плацентарных млекопитающих была инвазивная, то есть эмбрион внедрялся вглубь тканей матки, как у современных насекомоядных, летучих мышей, грызунов и обезьян.

Вчера, 20:10
Анна Новиковская

Хотя мы традиционно воспринимаем динозавров как холоднокровных существ, живших в теплом, «парниковом» климате, данные последних лет все чаще переворачивают эту модель с ног на голову. Теперь ученые получили палеоклиматические доказательства того, что империя динозавров, возникшая на границе триасового и юрского периодов, была основана во времена глобального похолодания, а строили ее теплокровные рептилии.

1 июля
Александр Березин

Открытие может иметь значение как для изучения истории Красной планеты, так и для ее будущего освоения.

Позавчера, 11:13
Елена Дубовик

Необычный телескоп Баксанской нейтринной обсерватории на Кавказе находится под четырехкилометровой горой Андырчи, в глубоких штольнях. Туда никогда не попадают солнечные лучи, что не мешает телескопу «видеть» далекие звезды. Толща горной породы защищает детекторы от внешнего мира, позволяя регистрировать нейтрино — загадочные частицы, которые почти не взаимодействуют с веществом. Кроме космического потока неуловимых нейтрино, ученые обнаруживают в дальних уголках шахт этого телескопа и... необычную жизнь: там ранее неизвестные науке микроорганизмы приспособились к экстремальным условиям. В будущем эти микробы могут оказаться полезными для медицинских и биотехнологических исследований.

Вчера, 18:14
Александра Медведева

Ученые сравнили экспрессию генов в матках беременных самок млекопитающих различных видов и сопоставили эти данные с положением видов на эволюционном дереве, чтобы проследить историю плаценты. Оказалось, плацента общего предка плацентарных млекопитающих была инвазивная, то есть эмбрион внедрялся вглубь тканей матки, как у современных насекомоядных, летучих мышей, грызунов и обезьян.

24 июня
Александр Березин

Новое видео из зоны боевых действий показывает работу систем HIMARS — колесных пусковых установок реактивной артиллерии американского производства. Впрочем, по ряду причин они не смогут оказать заметное влияние на боевые действия. Несмотря на это, их применение может привести к серьезной эскалации конфликта в ином плане.

28 июня
Мария Азарова

Также «на всякий случай» госкорпорация по космической деятельности опубликовала координаты этих «центров» в разных странах.

7 июня
Мария Азарова

Ранее научный руководитель Института космических исследований РАН Лев Зеленый высказал опасение, что одностороннее решение включить телескоп eROSITA на обсерватории «Спектр-РГ» не самым лучшим образом повлияет на имидж России и ее ученых за рубежом.

[miniorange_social_login]

Комментарии

1 Комментарий

DELETED
09.11.2021
-
0
+
Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: