В России сделали растяжимые токопроводящие плёнки
Как сообщают «Известия», российские учёные разработали уникальную технологию производства и нанесения токопроводящих нанотрубок на полимерную основу. Новый материал, который не теряет своих свойств при многократном растяжении и имеет минимальный радиус изгиба в 2 миллиметра, пригодится при создании гибких экранов для мобильных устройств, высокоточных медицинских сенсоров и тактильных датчиков для роботов.
Новые плёнки позволят делать гнущиеся мобильные телефоны максимально тонкими, выгодно отличая их от существующих моделей. Кроме того, дисплеи, созданные на основе российских пленок, будут обладать меньшей отражательной способностью, что сделает использование телефонов более удобным в солнечную погоду. Ещё одно преимущество новых пленок — возможность многократно растягиваться до 100% при сохранении работоспособности, которая достигается благодаря особому способу нанесения углеродных нанотрубок на полимерную основу из полидиметилсилоксана.
Как пояснил руководитель лаборатории наноматериалов Сколковского института науки и технологий, профессор РАН Альберт Насибулин, для создания материала используется химический реактор, в трубку которого подаётся поток железных наночастиц и углеродсодержащего газа, который при высокой температуре (около 1000 °C) разлагается на их поверхности, превращаясь в однослойные углеродные нанотрубки.
Далее аэрозольные нанотрубки из реактора попадают на специальный высокопористый фильтр, в результате чего его поверхность покрывается прозрачным слоем хаотично ориентированных углеродных нанотрубок с контролируемой толщиной, которая может составлять от единиц до сотен нанометров. На финальной стадии учёные переносят получившиеся структуры на полимерную пленку механическим способом, прижимая к ней фильтр.
В результате образуется слой, который состоит преимущественно из индивидуальных нанотрубок, тогда как при альтернативных способах производства специалисты получают спутанные частицы, обладающие другими свойствами. Перед нанесением наноматериала на полимер его предварительно растягивают, а после попадания на него нанотрубок края плёнки отпускают и она восстанавливает свой первоначальный размер.
Если два компонента плёнки скрепить без предварительного растягивания, то по мере изменения размера она будет менять сопротивление за счёт изменения толщины слоя нанотрубок. Это можно использовать при создании медицинских датчиков для снятия ЭКГ, а также для мониторинга частоты пульса и дыхания. На основе гибких плёнок планируется создать гибкие датчики касания и давления, которыми можно будет «обтягивать» манипуляторы роботов.
Для реализации разработки понадобится спрос со стороны производителей электроники, которые обеспечили бы выпуск устройств с эластичными экранами. До наступления этого момента у учёных есть время снизить электрическое сопротивление материала, которое пока выше, чем у аналога из оксида индия-олова. Рыночная цена новой плёнки будет сопоставима со стоимостью оксида индия-олова – $20-30 за квадратный метр.