Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Рис. 1. СЭМ-изображение полученного композита
Рис. 2. Температурная зависимость проводимости УНТ/ПДА
Рис. 3. Изменение цвета композитного волокна при протекании тока

Электрохромное композитное "нановолокно"

Ключевые слова:  УНТ

Опубликовал(а):  Уточникова Валентина Владимировна

05 октября 2009

Полимеры с сопряженными связями из-за своей π-электронной системы давно претендуют на роль активных элементов оптоэлектронных устройств и сенсоров. Так, полидиацетилен (ПДА) при различных воздействиях (изменение температуры, pH, химические или механические напряжения) изменяет окраску с голубой на красную. Это связано с тем, что увеличение подвижности боковых цепей ПДА при этих воздействиях приводит к возникновению более разупорядоченной полимерной структуры с меньшими по размеру фрагментами с сопряженными связями. Было сделано много попыток расширить круг возможных воздействий, приводящих к изменению окраски, но до сих пор не было найдено способа изменить цвет ПДА под действием электрического тока, хотя это открыло бы новые возможности неразрушающего мониторинга в различных областях – от авиастроения до микроэлектроники.

Создание нанокомпозитов является одним из возможных решений этой проблемы. При протекании через нанокомпозит электрического тока может возникнуть электрическое поле, достаточное для механического изменения структуры ПДА, что приведет к макроскопическому изменению цвета, видимому невооруженным глазом. Один из лучших кандидатов для создания таких композитов — углеродные нанотрубки (УНТ), которые обладают очень высокой проводимостью — до 104 См/см при комнатной температуре.

Для исследования этой возможности методом CVD были получены "нанотрубчатые волокна" диаметром 4–20 мкм; сами же нанотрубки, по данным ПЭМ, являются многослойными с диаметром~10 нм. Композиты УНТ/ПДА были получены непосредственным нанесением на УНТ прекурсоров ПДА, например, CH3(CH2)11CC–CC(CH2)8COOH, с их последующей фотохимической полимеризацией УФ излучением. СЭМ демонстрирует хорошее упорядочение композитного материала. Свежесинтезированный композит УНТ/ПДА голубого цвета, что хорошо видно визуально. Проводимость композита составляет 102–103См/см, а температурная зависимость проводимости соответствует полупроводниковому поведению. УНТ/ПДА, скорее всего, обладает прыжковым механизмом проводимости.

При протекании тока такой композит быстро меняет цвет с голубого на красный. Минимальный ток, при котором наблюдается изменение цвета композитных волокон диаметром 11 мкм, составляет 10 мА при комнатной температуре. Кроме того, при не очень больших токах такое изменение цвета обратимо. Скорость переключения составляет 2 сек.

Возможный механизм такого изменения цвета вряд ли связан с нагреванием композита при протекании тока, поскольку, во-первых, такого нагревания не было зарегистрировано, а во-вторых, термохромизм, возникающий только при 56º, необратим, тогда как наблюдаемое изменение цвета в определенном интервале силы тока происходит обратимо. Скорее всего, это связано с взаимодействием между нанотрубками при протекании тока, приводящим к возникновению электрического поля, вызывающего поляризацию COOH-групп боковых цепей ПДА. Эта поляризация снижает делокализацию π-электронов, что и приводит к изменению цвета.


Источник: Nature Nanotechnology



Комментарии
Nature
Спасибо, пофиксили :)
Про "свежесинтезированный композит" интересно. А потом выцветает, да?
Действительно, Олег Александрович!
Ждем теперь с нетерпением Ваших публикаций в Nature Nanotechnology

И поскольку опубликованы только первые, очень интересные результаты, хочется надеяться, что будут другие публикации на эту тему с более детальным механизмом, улучшением быстродействия и минимизацией старения/деградации.

Про "Nanure", я сначала подумал, что это хитро-изящная игра букв - эдакий гибрид "nature", "nano" и "manure"

Но по-любому получилось очень хорошо!

P.S. Не очень только понял про "пофиксили", но надеюсь, что все в порядке.
Спасибо на добром слове, Владимир Владимирович. И Вам не хворать.
Спасибо!
Всегда очень приятно пообщаться с добро-интеллегентными собеседниками!

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Коллоидный цветок (II)
Коллоидный цветок (II)

Премии Правительства Москвы молодым ученым за 2019 год
Объявлены лауреаты премии Правительства Москвы молодым ученым за 2019 год. Премией отмечены 50 работ молодых столичных ученых. Среди лауреатов 12 сотрудников МГУ имени М.В.Ломоносова. Конкурс на получение премий Правительства Москвы молодым ученым проводится с 2013 года. Торжественное награждение победителей состоится 7 февраля 2020 года в Государственном Кремлевском дворце.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Перерождение кремния: от полупроводника к металлу. Морская губка – основа для создания новых наноструктурных композитов. Нитрид-борные аналоги углеродных колец. Лучшие научные сюжеты года по версии APS. Сверхпроводимость ставит новый температурный рекорд. Звук переносит массу? Всяко-разно.

Наносистемы: физика, химия, математика (2019, том 10, № 6)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume10/10-6
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Да пребудет с вами сила плазмонов!
А.А.Семенова, Э.Н.Никельшпарг, Е.А.Гудилин, Н.А.Браже
Ученые Московского университета приблизились к решению проблем современной медицинской диагностики с использованием единичных клеток и их органелл путем разработки новых неинвазивных оптических методов анализа.

Юрий Добровольский: «Через 50 лет вся энергия будет вырабатываться биоорганизмами»
Андрей Бабицкий, Юрий Добровольский
Главный редактор ПостНауки Андрей Бабицкий побеседовал с химиком Юрием Добровольским о науке о материалах, будущем энергетики и новых аккумуляторах

Константин Жижин, член-корреспондент РАН: «Бор безграничен»
Наталия Лескова
Беседа с К.Ю. Жижиным, заместителем директора Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова по научной работе, главным научным сотрудником лаборатории химии легких элементов и кластеров.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.