Ученые лаборатории наноматериалов центра фотоники и фотонных технологий и центра технологий материалов Сколтеха совместно с партнерами из университетов Цзянсу и Белорусского государственного опубликовали работу, демонстрирующую еще одно практическое и масштабируемое применение однослойных углеродных нанотрубок.
Одноступенчатый мониторинг жизненного цикла полимерных композитов стал быстрее и проще благодаря однослойным углеродным нанотрубкам / © German V. Rogozhkin et al., Carbon
Результаты исследования опубликованы в журнале Carbon. «Эта работа соответствует стратегии нашей лаборатории по масштабированию наноматериалов для промышленного применения. С помощью однослойных углеродных нанотрубок, используемых в качестве сенсоров, мы можем определять параметры производства полимеров и управлять ими по мере необходимости, а также понимать, как материал ведет себя при практическом применении. Здесь, в одной из самых влиятельных лабораторий по производству углеродных нанотрубок в России и единственной в Сколтехе, работающей над синтезом и применением углеродных нанотрубок, очень сильная мотивация выводить такие технологии на рынок», — отметил профессор Альберт Насибулин, руководитель Лаборатории наноматериалов Центра фотоники и фотонных технологий Сколтеха.
В исследовании проиллюстрирована простая, но труднодостижимая концепция — использование единого метода мониторинга с помощью датчиков, который позволяет определять свойства полимера на протяжении всего его жизненного цикла, от производства до применения. Несмотря на простоту концепции, интегрировать такие датчики сложно без ухудшения свойств исходных материалов или без ущерба для чувствительности на различных этапах жизненного цикла. Авторам удалось избежать и то, и другое, выявив уникальные механизмы действия, которые лежат в основе производительности датчиков.
«В этой работе нам удалось по-настоящему продемонстрировать гибкость наших однослойных углеродных нанотрубок. Мы можем интегрировать их при изготовлении крупных полимерных деталей, при этом свойства материала не ухудшаются. Мы определили оптимизированные параметры для их работы, и, изменяя такие простые характеристики, как толщина, можем точно настроить их чувствительность и область применения. Они могут быть нанесены на полимеры или в них самих, а это означает, что уже изготовленные профили можно контролировать, просто разместив датчики на поверхности материала», — подчеркнул Хассан Ахмад Батт, соавтор и научный сотрудник Лаборатории наноматериалов Центра фотоники и фотонных технологий Сколтеха.
Исследование выполнено в партнерстве с учеными из Китая и Беларуси. «Настоящая совместная работа выполняется в рамках долгосрочного и очень продуктивного сотрудничества с нашими международными партнерами. Мы надеемся на продолжение сотрудничества и развитие двусторонних связей, что позволит добиться синергетического эффекта в нашей области исследований», — подчеркнул соавтор работы Дмитрий Красников, старший преподаватель в Центре фотоники и фотонных технологий Сколтеха.
Лаборатория наноматериалов Сколтеха участвует в широком спектре проектов, финансируемых промышленностью, в области производства наноматериалов. Многофункциональные покрытия и полимеры, механически улучшенные нанокомпозиты и сверхчувствительные сенсоры — лишь некоторые из областей, в которых исследовательская группа совместно с промышленностью внедряет свои инновационные решения в области материалов.
