Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Рисунок 1. Схематическое изображение волокон целлюлозы, покрытых ОУНТ.
Рисунок 2. На СЭМ фотографии хлопковой ткани, покрытой ОУНТ, хорошо заметна пористая структура поверхности.
Рисунок 3. На графике представлена зависимость изменения напряжения проводящего текстиля от его длины.
Рисунок 4. На рисунке представлена структура ионистора, в котором в качестве электродов и токоприемников использовалась хлопковая ткань, покрытая ОУНТ.
Рисунок 5.(а) На рисунке схематично представлены волокна хлопка, покрытые ОУНТ, на которые методом электроосаждения нанесены частицы MnO2. (b),(c),(d),(e) На фотографиях представлена хлопковая ткань покрытая ОУНТ и частицами MnO2. (f) На графике представлена зависимость зарядки-разрядки ионистора от времени в случае хлопковой ткани покрытой ОУНТ и покрытая ОУНТ и MnO2. (g) На графике представлена зависимость удельной емкости ионистора от плотности тока. (h) На графике представлена зависимость сохранения емкости конденсатора от количества циклов зарядки-разрядки.

Проводящий текстиль

Ключевые слова:  нанотрубки, проводящий текстиль

Опубликовал(а):  Шуваев Сергей Викторович

13 января 2010


Одежда, нашпигованная электроникой, еще совсем недавно оставалась лишь выдумкой фантастов. Практической реализации мешало отсутствие доступных растяжимых и свободно гнущихся проводников, а также трудности, с которыми приходится встречаться при встраивании, например, аккумуляторов.

Свое решение проблемы нашел коллектив исследователей из стэнфордского университета. Они предложили покрывать обыкновенные ткани из хлопка и полиэфиров чернилами, состоящими из одностенных углеродных нанотрубок (ОУНТ). Как известно, каждое волокно хлопка состоит из фибрилл, которые в свою очередь состоят из микрофибрилл, состоящих из целлюлозы. Подобная структура позволяет волокнам хлопка абсорбировать большое количество воды или другого полярного растворителя, что приводит к разбуханию волокон при погружении в полярный растворитель. В свою очередь, ОУНТ демонстрирует сильное ван-дер-ваальсовое взаимодействие со многими полимерами, в том числе с целлюлозой, а при обработке кислотой также возникают водородные связи между ОУНТ и целлюлозой. Вышеперечисленные свойства хлопка и ОУНТ, вкупе с механической гибкостью ОУНТ, обеспечивают равномерное покрытие хлопковых волокон ОУНТ чернилами (рис.1). Сами чернила представляют собой ОУНТ, диспергированные в растворе воды с додецилбензолсульфонатом натрия (ПАВ). Для покрытия ткани чернилами достаточно ее погрузить в раствор "чернил", а затем высушить при температуре 1200С в течение 10 минут для удаления воды (рис.2). Варьируя число погружений и концентрацию чернил, можно получить ткань любой проводимости. Немаловажным обстоятельством является высокая устойчивость проводящих тканей: промывание в воде не выявили заметных изменений структуры.

Крайне важным свойством проводящих тканей для их успешного применения является изменение сопротивления при деформации. Как раз здесь наблюдается аномальное поведение: при растяжении проводимость возрастает до тех пор, пока напряжение не достигнет 140%, что соответствует растяжению в 2.4 раза (рис.3). Такое необычное поведение проводимости объясняется улучшением механического контакта между волокнами, что в свою очередь приводит к лучшему электрическому контакту ОУНТ.

Исследователи использовали созданный ими проводящий текстиль в качестве активного электрода для накопления заряда и токоприемника. В качестве электролита был взят LiPF6 (рис.4). Для того, чтобы сравнить такой ионистор на основе пористого текстиля с обычным ионистором на пластиковой подложке (например, на подложке полиэтилентерефталата), на лист хлопка и на подложку PET были нанесены ОУНТ - чернила одинаковой поверхностной плотности (0.24 мг/см2). Стоит отметить, что удельная емкость текстильного ионистора в 2-3 раза выше аналогичной у ионистора на PET подложке в интервале плотностей тока от 20 мкА/см2 до 20 мА/см2.

Для еще большего увеличения удельной энергии авторы работы нанесли MnO2 на ОУНТ методом электроосаждения (рис.5). Удельная емкость такого ионистора увеличилась в 24 раза (до 0.41 Ф/см2), хотя до этого в литературе указывалось, что нанесение MnO2 увеличивало емкость максимум в 6 раз.


Источник: Nano Letters



Комментарии
Пока оригинал лишь скачал, на досуге почитаю.
Но так я не стал бы писать все-же: "можно получить ткань любой проводимости".
Прямо-таки металлической?
наверное, и сверхпроводящую тоже, если в нанотрубки напустить электроны с цветным зарядом
Л В А, 13 января 2010 10:26 
Если работали с чувствительной электроникой наверняка использовали китайские или тайваньские токопроводящие кврики, браслеты перчатки и халаты. Вообще тема неновая и уже решённая.
То что показано - один из способов. Проще аэрозолем пройтись и 10-100кОм обеспечено.
Кстати есть ещё у нефтянников антистатичка.
Не знаю-не знаю... Какая ткань лучше - проводящая или нет? Вроде бы, ткань-изолятор это хорошо тем, что существует защита для, скажем, электромонтёра, но на такой одежде могут скапливаться статические разряды - что может быть плохо для ношения. Проводящая ткань - тоже, не очень хорошо. Скажем, работаете вы за компьютером, или входите в трамвай - вас бьёт током, потому что ваша одежда проводящая... Тут надо исследовать, какая одежда лучше.
Шуваев Сергей Викторович, 13 января 2010 11:08 
Да, Вы правы, фраза получилось немного абсурдная. Подразумевалось любое доступное сопротивление в диапазоне, доступном для данного материала: от 1 до 100 с лишним Ом/ед2.
Клюев Павел Геннадиевич, 13 января 2010 18:26 
Интересно! Скоро и до шапки-невидимки дело дойдет) Работа ведь уже ведется!
---
при растяжении проводимость возрастает до тех пор, пока напряжение не достигнет 140%, что соответствует растяжению в 2.4 раза (рис.3).
---

Ого!
Нехилый такой хлопок, однако. Тянется как каучук.

---
а при обработке кислотой также возникают водородные связи между ОУНТ и целлюлозой.
---

Это как?
Шуваев Сергей Викторович, 14 января 2010 11:49 
В статье написано следующее: обработанные кислотой ОУНТ имеют на поверхности и концах карбоксильные функциональные группы, способные образовывать сильные водородные связи с гидроксильными группами волокон целлюлозы.
Палии Наталия Алексеевна, 14 января 2010 14:21 
Поводящий текстиль ... и намагничивающаяся бумага , а ведь найдут практическое применение
Владимир Владимирович, 14 января 2010 14:41 
Ой, так можно же и "магнитный" текстиль сделать - типа "...туда не ходи... сюда ходи!" (На правах заявки на изобретение)
С магнитной бумагой (точно такой же, кстати) у нас баловались лет 7 назад. Правда основное приложение было - магнитоуправляемые сорбенты.

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

 

Улитка?
Улитка?

В Москве начинается MAPPIC - 2019
14-15 октября 2019 года состоится I Московская осенняя международная конференция по перовскитной фотовольтаике (Moscow Autumn Perovskite Photovoltaics International Conference – MAPPIC-2019)

РИА Новости: Нобелевскую премию по химии присудили за разработку литий-ионных батарей
РИА Новости: Джон Гуденаф, Стенли Уиттингхем и Акира Йошино стали лауреатами Нобелевской премии в области химии за 2019 год за разработку литий-ионных батарей.

РИА Новости: Названы лауреаты Нобелевской премии по физике
РИА Новости: Джеймс Пиблз из США и швейцарцы Дидье Кело и Мишель Майор стали лауреатами Нобелевской премии по физике за 2019 год.

Лекция про Дмитрия Ивановича и Наномир на Фестивале науки
Е.А.Гудилин и др., Фестиваль науки
В дни Фестиваля науки «NAUKA 0+» на Химическом факультете МГУ ведущие ученые познакомили слушателей с самыми современными достижениями химии. Ниже приводится небольшой фоторепортаж 1 дня и расписание лекций.

Как правильно заряжать аккумулятор?
Д. М. Иткис
Химик Даниил Иткис о том, как правильно заряжать аккумуляторы гаджетов и почему телефон выключается на холоде

Постлитийионные аккумуляторы
В. А. Кривченко
Физик Виктор Кривченко о перспективных видах аккумуляторов, фундаментальных проблемах в производстве литий-серных источников тока и преимуществах постлитийионных аккумуляторов

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.