Ученые Коми научного центра вошли в команду по разработке метода соединения многостенных углеродных нанотрубок с титановой подложкой.

В настоящее время особое внимание уделяется разработке высокоэффективных, то есть обладающих повышенной мощностью, длительным сроком службы и высокой скоростью заряда-разряда, суперконденсаторов на основе новых композитных электродных материалов.

https://scientificrussia.ru/articles/ucenye-predlozili-po-novomu-soedinat-uglerodnye-nanotrubki-dla-superkondensatorov

В рабочую группу входят ученые Санкт-Петербургского государственного университета, Омского государственного технического университета, Омского научного центра СО РАН , от ФИЦ Коми НЦ УрО РАН вошли
🖋Петрова Ольга, старший научный сотрудник лаборатории экспериментальной физики Физико-математического института ФИЦ Коми НЦ УрО РАН
🖋 Бакина Ксения, инженер-исследователь, аспирант лаборатории экспериментальной физики Физико-математического института ФИЦ Коми НЦ УрО РАН

   Разработанный  подход позволяет обойтись без полимерных связующих и может быть использован для разработки новых композитных электродных материалов суперконденсаторов с улучшенными характеристиками.
Одностенные углеродные нанотрубки — это протяженные цилиндрические структуры диаметром от одного до нескольких десятков нанометров, образованные одним слоем атомов углерода. Они обладают высокой электропроводностью, механической прочностью и химической стабильностью.

Использование суперконденсаторов нанокомпозитов на основе многостенных углеродных нанотрубок и электропроводящих полимеров в качестве материала для таких электродов позволяет повысить емкостные характеристики суперконденсатора. Это становится возможным за счет большой поверхностной площади, увеличивающей емкость двойного электрического слоя, и дополнительного вклада псевдоемкости от полимера.

Многостенные нанотрубки чаще всего состоят из множества вложенных друг в друга одностенных нанотрубок, которые применяются в разных областях. Например, в машиностроении для увеличения прочности и износостойкости кузовных элементов и шин, а в микроэлектронике — для создания сверхэффективных устройств нового поколения.

Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда, опубликованы в научном журнале Nanomaterials. Информация взята с портала «Научная Россия» (https://scientificrussia.ru/).

"Одной из проблем при практическом применении таких материалов является слабая адгезия, то есть сцепление нанотрубок с токосъемной подложкой. На данный момент это решают путем добавления полимерных связующих (биндеров) во время приготовления самого электрода. В качестве таких биндеров могут выступать поливинилиденфторид, карбоксиметилцеллюлоза, бутадиен-стирольный латекс и другие материалы. Однако, как отмечают ученые СПбГУ, биндеры снижают электропроводимость, а также влияют на пористую структуру получаемого материала"<>

«Мы с коллегами предложили новый подход, который позволяет повысить адгезию — сцепление — многостенных нанотрубок к поверхности металлической (титановой) подложки. Разработанный нами способ предполагает изменение интерфейса на границе "слой нанотрубок — подложка" за счет использования непрерывного пучка ионов гелия», — объяснил один из авторов работы, старший научный сотрудник СПбГУ (кафедра электроники твердого тела) Петр Корусенко.

Работа выполнена в рамках проекта, поддержанного грантом Российского научного фонда, «Новые нанокомпозиты на основе электропроводящих полимеров poly-[M (Salen)] (M=Co, Ni, Cu) и углеродных наноструктур для суперконденсаторов: атомно-электронное строение и электрохимические свойства по данным XPS, NEXAFS, EXAFS спектров и электрохимических измерений

Результаты опубликованы в статье Improving the Adhesion of Multi-Walled Carbon Nanotubes to Titanium by Irradiating the Interface with He+ Ions: Atomic Force Microscopy and X-ray Photoelectron Spectroscopy Study.

ссылка на статью - https://doi.org/10.3390/nano14080699

Информация взята с портала «Научная Россия» (https://scientificrussia.ru/).