Ученые Лаборатории Наноматериалов Сколтеха разработали новый гибридный наноматериал, который может заменить дорогостоящие прозрачные проводники в сенсорных экранах

(а) Структура емкостного сенсорного экрана, б) гибриды на основе ОУНТ и графена могут использоваться на гибких подложках, таких как лавсан, в) исследователи из Лаборатории Наноматериалов Сколтеха.

(а) Структура емкостного сенсорного экрана, б) гибриды на основе ОУНТ и графена могут использоваться на гибких подложках, таких как лавсан, в) исследователи из Лаборатории Наноматериалов Сколтеха.

Аспиранты Сколтеха Александра Горкина, Евгения Гильштейн и Алексей Цапенко разработали метод синтеза гибридных наноматериалов на основе однослойных углеродных нанотрубок (ОУНТ) и графена и провели полную характеризацию полученных образцов. Результаты исследовательской работы опубликованы в  авторитетном журнале Carbon, посвященном исследованию углеродных материалов. Разработанный в Лаборатории Наноматериалов метод синтеза наногибридов отличается простотой и низкой стоимостью. Первым шагом в создании гибридных материалов является напыление пленки оксида графена поверх пленки ОУНТ, затем проводится термическое восстановление оксида графена. Последним шагом является легирование гибрида хлоридом золота (III).

Результаты исследований показали, что полученные в Лаборатории Наноматериалов гибриды ОУНТ и графена отличаются превосходными оптоэлектрическими свойствами: их поверхностное сопротивление составляет всего 73 Ом/квадрат при светопропускании 90%. Эти характеристики наногибридного материала превосходят ранее опубликованные в литературе.

Прозрачные проводящие пленки (transparent conductive films, TCF) широко используются в сенсорных панелях, солнечных батареях, органических светодиодах и жидкокристаллических дисплеях. Наиболее распространенными материалами для прозрачных проводящих пленок являются оксиды редких металлов, например, оксид индия и легированный оловом (indium-tin oxide, ITO). Эти материалы отличаются отличной проводимостью при высоком светопропускании (поверхностное  сопротивление около 10 Ом/квадрат при светопропускании T≈90%). У оксидов редких металлов есть и существенные недостатки: прежде всего, это высокая стоимость сырья и его обработки. Сегодня активно исследуют материалы, которые могли бы послужить альтернативой оксиду индия и олова в прозрачных проводящих пленках. Наиболее перспективной альтернативой считают углеродные наноматериалы — графен и углеродные нанотрубки. Они обладают уникальными физическими, и химическими, электрическими и оптическими свойствами. Однако оптоэлектрические характеристики прозрачных проводящих пленок из углеродных наноматериалов уступают характеристикам пленок на основе ITO. Существуют несколько способов улучшить проводимость и светопропускание пленок на основе графена и углеродных нанотрубок. Одним из способов является создание гибридных материалов, объединяющих графен и углеродные нанотрубки в гибриды, демонстрирующие синергетические свойства. Такие гибриды, способные заменить ITO в сенсорных панелях и других электронных устройствах, были созданы исследователями из Лаборатории Наноматериалов Сколтеха под руководством профессора Альберта Насибулина.

Gorkina, A. L.; Tsapenko, A. P.; Gilshteyn, E. P.; Koltsova, T. S.; Larionova, T. V.; Talyzin, A.; Anisimov, A. S.; Anoshkin, I. V.; Kauppinen, E. I.; Tolochko, O. V.; Nasibulin, A. G. Transparent and conductive hybrid graphene/carbon nanotube films. Carbon 2016, 100, 501-507.

Контакты:
Skoltech Communications
+7 (495) 280 14 81

Tweet about this on Twitter0Share on Facebook0Pin on Pinterest0Share on Tumblr0Share on VK