Ученые создали композит для дисплеев на основе никеля и углеродных нанотрубок

СПбПУ – 22 июня 2021

Ученые Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (СПбПУ) вырастили композитные структуры, которые могут применяться в литий-ионных аккумуляторах и для создания дисплеев нового поколения.

Фото: СПбПУ

Метод основан на выращивании на подложках массивов углеродных нанотрубок (такие трубки уже много лет добавляются в спортивный инвентарь для улучшения прочности) с использованием слоев оксида никеля атомарно контролируемой толщины.

«Мы исследовали параметры синтеза каталитических покрытий из оксида никеля для получения на плоских подложках массивов углеродных нанотрубок контролируемой плотности. Нами экспериментально был определена толщина слоя оксида переходного металла для последующего получения псевдоупорядоченных наночастиц металлического никеля. При этом никель является катализатором для выращивания углеродных нанотрубок, а от размера частиц зависят конечные характеристики нанотрубок, в том числе и их дальнейшее применение», - отмечает Максим Максимов, доцент Высшей школы физики и технологий материалов Института машиностроения, материалов и транспорта (ИММиТ) СПбПУ.

Сначала ученые нашли необходимые параметры для управляемого получения композита. Они определили, что для упорядоченного роста углеродных нанотрубок слой покрытия никеля должен составлять не более 5 нанометров (одна миллионная миллиметра). Покрытие было нанесено с использованием метода атомно-слоевого осаждения.

«Полученный материал может использоваться в качестве основы электродов (анодов) для миниатюрных литий-ионных аккумуляторов и других новейших электрохимических устройств. Кроме того, упорядоченные углеродные нанотрубки имеют перспективу применения в качестве эмиттеров в дисплеях с высоким качеством изображения и чувствительных элементов для всевозможных сенсоров», - считает Леонид Филатов, ведущий инженер Высшей школы физики и технологий материалов ИММиТ СПбПУ.

Этот композиционный материал относительно дешевый: для его создания требуется не так много исходных составляющих и имеется принципиальная возможность одновременной обработки подложек большой площади. На данный момент исследователи продолжают изучать функциональные параметры полученного композиционного материала.