Новые нановолокна проводят ток в 2 миллиона ампер
Учёные из Национального центра научных изучений (Страсбург, Франция) и Страсбургского университета под управлением Николаса Гуизепонне и Бернарда Дудена взяли высокопроводящие пластиковые волокна толщиной всего пара нанометров. Эти нанопровода самособираются под действием вспышки света. В отличие от углеродных нанотрубок, создавать их не сложно и дешево.
Они сочетают в себе преимущества двух материалов, применяемых на данный момент с целью проведения электрического органических: полимеров и тока металлов.
Эти лёгкие и эластичные, как пластики, материалы отвечают главным требованиям электроники XXI века: миниатюризации компонентов до отметки наноразмеров. Они смогут использоваться в промышленных электронных устройствах, в частности эластичных экранах, солнечных элементах и т.п.
Результаты работы, на протяжении которой были взяты такие волокна, размещены на сайте Nature Chemistry.
В прошлой работе, размещённой в 2010 году, Гуизепонне и его коллеги в первый раз сказали о получении нанопроводов данного типа.
Дабы достигнуть данной цели, они химически модифицировали триариламины – синтетические молекулы, каковые в течении десятилетий употреблялись в индустрии фотокопировальных процессов компанией Xerox. К собственному громадному удивлению, тогда они нашли, что
на свету в растворах их новые молекулы спонтанно планируют и формируют миниатюрные волокна. Эти провода, долгой в пара сотен нанометров, складываются из так именуемого супрамолекулярного (надмолекулярный) ансамбля из нескольких тысяч молекул.
В сотрудничестве с командой Дудена исследователи стали подробно изучать электрические особенности этих нановолокон.
В новом опыте, которому именно и посвящена статья в одном из последних выпусков Nature Chemistry, учёные поместили молекулы в контакт с электронной микросхемой с золотыми электродами на расстоянии 100 нм друг от друга и наложили электрическое поле между этими электродами.
Первое их серьёзное открытие было в том, что под действием вспышки света волокна начинают самособираться только между электродами.
Второй неожиданный итог: эти структуры, лёгкие и эластичные, как пластик, были талантливыми переносить токи необычно высоких плотностей, более 2 миллионов (!) ампер на квадратный сантиметр.
Практически такие же показатели демонстрирует бронзовая проволока. Помимо этого, полученные нановолокна продемонстрировали низкое поверхностное сопротивление с металлами: в десятки тысяч раз меньше такового для лучших проводящих органических полимеров. На данный момент исследователи сохраняют надежду показать, что их волокна смогут быть использованы в индустрии, в миниатюрных электронных устройствах, таких как эластичные экраны, солнечные элементы, печатные наномикросхемы.