Рейинг@Mail.ru

Патент недели: Живая электроника

Органическая электроника — звучит как название фантастического романа. На самом деле, это одно из наиболее интересных направлений современной техники, открытия в области которой можно использовать в микроэлектромеханических системах, тонкопленочных транзисторах, нанодиодах, модулях памяти, суперконденсаторах, сенсорах и биосенсорах, солнечных батареях, а также во множестве других сфер, включая медицину.

Патент: 2635606

Авторы: Света Озкан; Галина Карпачева

Патентообладатель: Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева Российской академии наук (ИНХС РАН)

С момента открытия в 1991 году углеродных нанотрубок (УНТ) к ним не ослабевает интерес исследователей. УНТ обладают рядом примечательных свойств: высокой термостойкостью и механической прочностью, высокая электрической проводимостью и теплопроводностью. Их прочностные характеристики вместе с высокой удельной поверхностью и способностью формировать пористую среду превращаются в уникальную комбинацию. Благодаря ей, можно, например, создавать носители катализаторов, в том числе в топливных элементах с полимерной поверхностью.

Сегодня есть много методов получения нанокомпозитов на основе полимеров с системой сопряжения и УНТ. Наиболее перспективной считается окислительная полимеризация мономера на многостенных углеродных нанотрубках (МУНТ) непосредственно в среде эксплуатации — in situ. С ее помощью можно получить однородное полимерное покрытие, толщина которого зависит от содержания МУНТ в реакционной смеси. Её недостаток — незначительное повышение электропроводности и недостаточная термостабильность: при 460°С наблюдается 50% потеря массы нанокомпозита, а при 620°С он уже полностью разлагается, что ограничивает сферу применения.

Изобретение российских химиков позволяет создать гибридный дисперсный электропроводящий материал с высокой термостойкойстью, термостабильностью, повысить его электропроводность при снижении содержания в нём УНТ. Причём, данный способ получения материала отличается своей простотой и эффективностью, хотя сама технология звучит как магическое заклинание. Гибридный материал создается на основе полимера - поли-3-амино-7-метиламино-2-метилфеназина (ПАММФ) и одностенных углеродных нанотрубок (ОУНТ) в пропорции 1-10 масс. % от массы мономера). В качестве мономера используется 3-амино-7-диметиламино-2-метилфеназин гидрохлорид. Перед окислительной полимеризацией мономер растворяют в органическом растворителе и добавляют к раствору ОУНТ в количестве 1-10 масс. % от массы мономера. Реакцию полимеризации проводят в течение 1-6 ч при постоянном интенсивном перемешивании при 0-60°С, а по окончании синтеза смесь осаждают в пятикратный избыток дистиллированной воды. Полученный продукт отфильтровывают, многократно промывают дистиллированной водой для удаления остатков реагентов и сушат под вакуумом до постоянной массы. Процесс реакции подробно описан в опубликованном патенте.

В результате ряда реакций получается термостойкий (термостабильный) электропроводящий гибридный наноматериал. Он сохраняет сохраняет свою электроактивность в широком диапазоне значений, а его электропроводность наноматериала значительно выше электропроводности исходного полимера. Полученный нанокомпозитный материал представляет собой черный порошок, нерастворимый в органических растворителях.

Материал может быть использован в органической электронике, в которой используются полупроводниковые материалы органического происхождения, которые можно буквально печатать прямо из раствора. Его можно использовать в электрореологии — изменения свойств текучести и вязкости материалов с помощью электрических импульсов. Спектр применения нового материала практически безграничен: это и тонкопленочные транзисторы, нанодиоды, модули памяти, преобразователи энергии, плоские панели дисплеев; это раного рода датчики и нанозонды, источники тока и перезаряжаемые батари, сенсоры и биосенсоры, суперконденсаторы, солнечные батареи и другие электрохимические устройства — все, что сегодня составляет самую передовую область микроэлектроники.

Подробности изобретения — в опубликованном патенте.

Напечатать

Поделиться:

следующая новость
РИА Новости: Роспатент в ближайшее время создаст единый Евразийский реестр фармвеществ
к списку новостей

Дата последнего обновления страницы:

Все обновления

Размер шрифта

Интервал между буквами (кернинг):

Рейтинг@Mail.ru