Углеродные нанотрубки (УНТ) — это свернутые в цилиндр листы графена, представляющие собой полые структуры. Они обладают высокой электропроводностью, теплопроводностью и механической прочностью. Углеродные структуры широко используются в качестве добавок в полимерные композиты для придания им специальных электрофизических свойств. Введение нанотрубок в силиконовую матрицу позволяет создавать электропроводящие силиконовые композиты для гибкой электроники.
Однако немодифицированные материалы часто неравномерно распределяются в полимерной матрице (включая силиконовую), ухудшая свойства получаемого композита. Ученые СПбГУ предложили модифицировать УНТ для придания им электроактивных свойств и обеспечения равномерного распределения в силиконовой основе.
«Мы предложили прививать на поверхность УНТ электроактивные ферроценил‑содержащие олиго- и полисилоксаны, а затем добавлять такие модифицированные углеродные нанотрубки в силиконовую матрицу. Использование нашей разработки открывает перспективы создания новых гибких полупроводников, электрохимических сенсоров, компонентов батарей, электронных и оптоэлектронных устройств»
рассказала руководитель научной группы «Функциональные полисилоксаны и материалы на их основе» Института химии СПбГУ доктор химических наук, профессор Регина Исламова.
Присутствие ферроценил‑содержащих олиго- и полисилоксанов на поверхности нанотрубок повышает их совместимость с силиконовыми матрицами. В качестве последних можно использовать различные коммерчески доступные силиконовые смеси.
Новый подход отличается повышенной безопасностью по сравнению с существующими аналогами. В процессе не используются концентрированные кислоты, гамма‑излучение, а также радиоактивные или токсичные реагенты. Отмечается, что сама процедура безопасна для здоровья исследователей, проводящих ее.
Еще одно преимущество разработки — ее экономичность. Для обработки нанотрубок применяются доступные соединения с относительно низкой себестоимостью, в то время как другие методы часто требуют использования дорогостоящих реагентов.
Предложенный учеными СПбГУ способ также прост и быстр в реализации. Если ранее использовавшиеся подходы включают 4‑5 стадий обработки, то данная технология позволяет провести усовершенствование за меньшее количество этапов.
Результаты исследования подтверждены патентом, получившим специальный диплом «Признание экспертов» в номинации «Возможность применения в различных отраслях промышленности» конкурса «Успешный патент» 2025 года, проводимого Федеральным институтом промышленной собственности.
