Сколтех описал температурное поведение датчиков из углеродных нанотрубок в диапазоне от -170 до +90 °C

Исследователи «Сколтеха» совместно с коллегами из Харбинского политехнического университета и университета Цзянсу опубликовали первую эмпирическую модель, описывающую сенсорное поведение иерархических трёхфазных систем на основе однослойных углеродных нанотрубок в диапазоне температур от -170 °C до +90 °C. Работа вышла в журнале Carbon при поддержке гранта Российского научного фонда.

Ключевой результат: несмотря на структурные различия между одно-, двух- и трёхфазными системами, температурная зависимость электропроводности подчиняется единому механизму. При криогенных температурах работает прыжковый перенос носителей заряда, при высоких - металлическое рассеяние. Авторы описывают это как закон сложения сопротивлений, проявляющийся в сложной многофазной системе.

Волокна из однослойных углеродных нанотрубок реагируют одновременно на механическую деформацию, химические вещества и перепады температуры. Первый автор статьи, аспирант Никита Гордеев, формулирует задачу прямо: если материал чувствителен ко всему сразу, нужно уметь разделять сигналы, иначе непонятно, что именно зафиксировал датчик. Новая модель даёт инструмент для такого разделения.

Профессор Альберт Насибулин, директор Центра фотоники и фотонных технологий «Сколтеха», указывает на аэрокосмические композиты: волокна из углеродных нанотрубок могут интегрироваться в них в качестве датчиков или проводки без ущерба для материала-носителя. Равномерно диспергированные полимерные нанокомпозиты с однослойными нанотрубками обеспечивают многофункциональную основу, недоступную нынешнему поколению композитов. Понимание температурного поведения в экстремальных диапазонах - необходимое условие для перехода таких материалов от лаборатории к промышленному применению.

Источник — CNews — промтехнологии