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

 

Диоксид земляники
Диоксид земляники

Дистанционный лекторий ФНМ МГУ
Опубликованы приглашения на 4 интересные лекции онлайн лектория проекта дистанционного образования факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова на ближайшую неделю.

Евгений Кац: Перовскит, загадка названия и история открытия
28 мая 2020 г. в 18:00 мск. в рамках развития дистанционного образования ФНМ МГУ имени М.В.Ломоносова состоялась онлайн лекция известного ученого, профессора Евгения Каца (Ben-Gurion University of the Negev) "Перовскит, загадка названия и история открытия", который известен не только своими выдающимися научными достижениями в области химии твердого тела, углеродных наноматериалов, перовскитной фотовольтаики, но и большим вкладом в популяризацию науки.

М.Гретцель "The stunning rise of perovskite solar cells"
28 мая 2020 г. в 19:00 мск. в рамках развития дистанционного образования ФНМ МГУ имени М.В.Ломоносова состоялась онлайн лекция всемирно известного ученого, профессора М.Гретцеля (Федеральная политехническая школа Лозанны) "The stunning rise of perovskite solar cells".

Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2020
Коллектив авторов
Защиты выпускных квалификационных работ (квалификация – бакалавр материаловедения) по направлению 04.03.02 - «химия, физика и механика материалов» на Факультете наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова состоятся 16, 17, 18 и 19 июня 2020 г.

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2020 году
коллектив авторов
2 - 5 июня пройдут защиты магистерских диссертаций выпускниками Факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова.

Академия – университетам: химия и науки о материалах в эпоху пандемии
Гудилин Е.А., Горбунова Ю.Г., Калмыков С.Н.
Отделение химии и наук о материалах РАН, а также химический факультет и факультет наук о материалах МГУ инициируют реализацию открытого образовательного проекта «Академия – университетам: химия и науки о материалах в эпоху пандемии». В рамках проекта ведущие ученые, члены Российской и международных Академий, видные представители вузовской науки прочитают тематические образовательные лекции по химии, науках о материалах, современным подходам в биологии и медицине. Видеозаписи лекций будут размещены в открытом доступе и могут быть использованы ВУЗами в основной и дополнительной образовательных программах, а также для самоподготовки и мотивации студентов и аспирантов на будущие научные достижения.

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.