"Лисий хвост" превратил плёнки из углеродных нанотрубок в превосходный материал для гаджетов

Обработка плёнок из углеродных нанотрубок диоксидом азота улучшила сразу три их ключевых параметра. Эффект был обнаружен практически случайно учёными из Сколтеха, они рассказали об этом в Carbon.

Углеродные нанотрубки — весьма перспективная альтернатива хрупкому и неэкологичному оксиду индия-олова для изготовления солнечных батарей, сенсорных экранов и т. п. крайне важных сегодня вещей. Для придания нужных свойств нанотрубки легируют, то есть добавляют определённые примеси в небольших количествах.

Используемые для этого вещества далеко не идеальны — они либо не дают нужного эффекта, либо он не сохраняется надолго.

"Выбор той или иной легирующей добавки продиктован компромиссом между повышением проводимости, прозрачностью плёнки и устойчивостью эффекта. Прежде тонкие плёнки нанотрубок могли удовлетворить лишь двум критериям из трёх. А сейчас нам удалось получить все три в одном материале!" — доволен профессор Центра фотоники и фотонных технологий Сколтеха Альберт Насибулин, руководивший экспериментами.

Бромид меди и другие галогениды металлов, к примеру, ухудшают прозрачность плёнок, а широко применяемый тетрахлороаурат водорода даёт неплохие поначалу результаты, от которых в скором времени почти ничего не остаётся.

"Мы нашли вариант, который хорош во всех отношениях. Это газообразный диоксид азота — его ещё называют "лисий хвост" из-за ярко-оранжевого цвета", — рассказал старший преподаватель Центра фотоники и фотонных технологий Дмитрий Красников.

Открытие сделано почти случайно. Хотели провести обработку другой, нежелательной модификации углеродных нанотрубок при сравнительно низких температурах, но по ошибке поддали жару до 300 °C и получили превосходный результат.

Диоксид азота улучшает электропроводность нанотрубок, при этом, будучи газом, он равномерно проникает в толщу плёнок, не ухудшая их прозрачность, и легко удаляется из реакционной массы сжижением. Полученный эффект довольно быстро снижается в полтора раза и надолго сохраняется на этом уровне.

Авторы разработки прочат ей большое будущее — от создания сенсорных экранов и интерактивных поверхностей до изготовления имплантов (благодаря биосовместимости) и устройств связи 6G.