Научные исследования и технические разработки
по физике. Новости, факты, люди, интервью. Теория и практика.
Каталог статей. Каталог ссылок. Форум. Научно-технические разработки.
Документация, библиотека.
Палата мер и весов. Работа
для физиков. Юмор, сатира, лирика.
Получиены высокопроводящие, до 2 миллиона ампер, пластиковые волокна толщиной всего несколько нанометров
Учёные из Национального центра научных исследований (Страсбург, Франция) и Страсбургского университета под руководством Николаса Гуизепонне и Бернарда Дудена получили высокопроводящие пластиковые волокна толщиной всего несколько нанометров. Эти нанопровода самособираются под воздействием вспышки света. В отличие от углеродных нанотрубок, производить их не сложно и не дорого. Они сочетают в себе преимущества двух материалов, используемых в настоящее время для проведения электрического тока: металлов и органических полимеров.
Эти лёгкие и гибкие, как пластики, материалы отвечают главным требованиям электроники XXI века: миниатюризации компонентов до уровня наноразмеров. Они могут применяться в промышленных электронных устройствах, в частности гибких экранах, солнечных элементах и т.п.
Результаты работы, в ходе которой были получены такие волокна, опубликованы на веб-сайте Nature Chemistry. В предыдущей работе, опубликованной в 2010 году, Гуизепонне и его коллеги впервые сообщили о получении нанопроводов данного типа.
Чтобы достигнуть этой цели, они химически модифицировали триариламины – синтетические молекулы, которые на протяжении десятилетий использовались в индустрии фотокопировальных процессов фирмой Xerox. К своему большому удивлению, тогда они обнаружили, что на свету в растворах их новые молекулы спонтанно собираются и формируют миниатюрные волокна. Эти провода, длинной в несколько сотен нанометров, состоят из так называемого супрамолекулярного (надмолекулярный) ансамбля из нескольких тысяч молекул.
В сотрудничестве с командой Дудена исследователи стали детально изучать электрические свойства этих нановолокон. В новом эксперименте, которому как раз и посвящена статья в одном из последних выпусков Nature Chemistry, учёные поместили молекулы в контакт с электронной микросхемой с золотыми электродами на расстоянии 100 нм друг от друга и наложили электрическое поле между этими электродами. Первое их важное открытие заключалось в том, что под воздействием вспышки света волокна начинают самособираться исключительно между электродами. Второй неожиданный результат: эти структуры, лёгкие и гибкие, как пластик, оказались способными переносить токи необычно высоких плотностей, более 2 миллионов (!) ампер на квадратный сантиметр. Почти такие же показатели демонстрирует медная проволока. Кроме того, полученные нановолокна показали очень низкое поверхностное сопротивление с металлами: в десятки тысяч раз меньше такового для лучших проводящих органических полимеров. В настоящий момент исследователи надеются продемонстрировать, что их волокна могут быть использованы в промышленности, в миниатюрных электронных устройствах, таких как гибкие экраны, солнечные элементы, печатные наномикросхемы.
