В чем секрет хорошего электрода, как вредят осколки амилоидных бляшек?

Наука и жизньНаука

Вести из лабораторий

Секрет хорошего электрода

Прозрачные электроды — ключевые элементы солнечных батарей, сенсорных экранов и ряда других устройств. Раньше их делали из хрупкого и неэкологичного материала — оксида индия-олова, представляющего собой смесь окиси индия (In2О3) и окиси олова (SnO2). Теперь ему на замену пришли углеродные нанотрубки, легированные небольшим количеством других веществ, которые не только обеспечивают лучшие проводимость и прозрачность, но и добавляют электродам гибкости.

Легирование нанотрубок имеет принципиальное значение. Доступные сегодня технологии не позволяют изготовить «чистые» углеродные нанотрубки с необходимыми характеристиками. Введение других веществ даёт возможность отрегулировать свойства. Но идеальные легирующие добавки ещё не найдены, и их выбор диктуется компромиссом между повышением проводимости, прозрачностью плёнки и устойчивостью эффекта. Пример распространённой примеси для легирования нанотрубок — тетрахлороаурат водорода. Он обеспечивает лучшую на сегодняшний день электропроводность плёнок из углеродных нанотрубок и неплохую прозрачность, но полученные характеристики сохраняются сравнительно недолго. С помощью бромида меди и других галогенидов металлов добиваются хорошего сочетания устойчивости и проводимости, но ценой меньшей прозрачности.

Исследователи из Сколтеха предложили простой и безотходный метод легирования плёнок из углеродных нанотрубок, в результате которого повышается их прозрачность, электропроводность и, что важно, этот эффект сохраняется долгое время. Легирующей добавкой выступает газообразный диоксид азота (NO2), который адсорбируется на поверхности нанотрубок и модифицирует её. Этот газ ещё называют «лисьим хвостом» из-за оранжевого цвета. Диоксид азота пытались и раньше использовать в качестве добавки, улучшающей свойства плёнок из углеродных нанотрубок, однако в его присутствии получалась нестабильная и нежелательная их модификация. Но, как оказалось, причина неудач — в температуре обработки материала.

Сравнение эффектов разных добавок, которые используются для улучшения электропроводности, прозрачности и стабильности плёнки из углеродных нанотрубок. Воздействие диоксида азота (NO2) при 300°C даёт возможность сочетать все три параметра (пересечение трёх кругов). Рисунок из статьи: Khabushev E. M., Krasnikov D. V., Sainio J. et al. High-temperature adsorption of nitrogen dioxide for stable, efficient, and scalable doping of carbon nanotubes//Carbon, Volume 224, 2024, 119082.

Это обнаружили сотрудники Сколтеха. В результате проведённых экспериментов они открыли, что природа адсорбционных слоёв диоксида азота на углеродных нанотрубках зависит от температуры. Это связано с изменением содержания азота на поверхности нанотрубок. Исследователи нашли диапазон температур, в котором образуются очень стабильные модификации плёнок из углеродных нанотрубок. Оптимальной оказалась температура 300°C — она соответствует границе, при которой происходит образование долгоживущих поверхностных слоёв без заметного окисления углеродных нанотрубок.

Эффект от предлагаемой модификации нанотрубок после почти годичного хранения в условиях окружающей среды падает менее чем на 50% (что считается незначительным) и далее стабилизируется. А у нынешнего реактива-чемпиона — тетрахлороаурата — эффект снижается в три раза.

Поскольку диоксид азота — газ, процесс легирования происходит быстро и его несложно масштабировать. Кроме того, он безотходный. Диоксид азота легко интегрировать в существующие технологические цепочки синтеза, а его излишки удаляются из смеси охлаждением до 20˚C, при которых он сжижается.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

За кулисами пуска За кулисами пуска

Старт космической ракеты – зрелище без преувеличения грандиозное

Популярная механика
Изогнутый экран смартфона — это удобно? Изогнутый экран смартфона — это удобно?

Стоит ли покупать смартфоны с изогнутыми экранами?

CHIP
Универсальный фри Универсальный фри

Кто придумал жарить картофель и почему его любят почти во всех странах мира?

Наука и жизнь
«Азбука» для «Магнита» «Азбука» для «Магнита»

Фокус инвесторов «Магнита» остается на финансовых результатах

Ведомости
Минус вайб Минус вайб

Чем опасно доверять написание кода нейросетям?

N+1
Романтика в большом городе Романтика в большом городе

Психология любви в условиях вечной спешки

Лиза
От Тегерана до Потсдама: большая дипломатия в конце Второй мировой войны От Тегерана до Потсдама: большая дипломатия в конце Второй мировой войны

Как Сталин, Рузвельт и Черчилль преодолевали взаимное недоверие

Монокль
Пресноводные русалки Пресноводные русалки

Когда-то давно, 200 тысяч лет назад, в Евразии появился необыкновенный зверь

Знание – сила
Франшиза: Что скрывается за этим словом? Франшиза: Что скрывается за этим словом?

Франшиза — идеальный рецепт успеха или сложная система с подводными камнями?

Наука и техника
5 самых странных (но прикольных) видов велоспорта: вы точно захотите попробовать 5 самых странных (но прикольных) видов велоспорта: вы точно захотите попробовать

Топ-5 самых необычных спортивных дисциплин с велосипедом

ТехИнсайдер
Венгерская хроника Венгерская хроника

Михай Зичи: хроникёр придворной жизни России XIX в акварели

Дилетант
От синтеза клетки до зрелого цветка От синтеза клетки до зрелого цветка

Как выращиваются орхидеи рода фаленопсис на базе тепличного комбината

Агроинвестор
Нажми на кнопку: фильмы по мотивам азиатских игр Нажми на кнопку: фильмы по мотивам азиатских игр

Гид по экранизациям азиатских видеоигр

Правила жизни
Древние и красивые: 5 важных археологических памятников Древние и красивые: 5 важных археологических памятников

Самые впечатляющие и ценнейшие археологические памятники

ТехИнсайдер
Настоящая леди Настоящая леди

Правила поведения в общественных местах: что ты знаешь о приличиях

Лиза
Древнему жителю Китаю ампутировали ногу в наказание Древнему жителю Китаю ампутировали ногу в наказание

Ампутацию считают древнейшей хирургической операцией

N+1
Атлантические крепости Третьего рейха Атлантические крепости Третьего рейха

Атлантический вал: порты-крепости и их роль в обороне Третьего рейха

Наука и техника
Новые археологические памятники открыты на Кольском полуострове Новые археологические памятники открыты на Кольском полуострове

Уникальные находки древнескандинавской культуры гресбакен

Знание – сила
Поэты-ифлийцы на фронтах Великой Отечественной Поэты-ифлийцы на фронтах Великой Отечественной

Вступить в «кружок поэтов ИФЛИ» было никак не легче, чем в Союз писателей СССР

Знание – сила
Антон Богданов: «Хвала режиссерам, которые не обращают внимания на амплуа» Антон Богданов: «Хвала режиссерам, которые не обращают внимания на амплуа»

Антон Богданов рассказал о том, как готовился к роли подводника в «Кракене»

Ведомости
Идем по циклу Идем по циклу

Что в менструальном цикле считается нормой, а когда требуется внимание

Лиза
Красная-красная смесь. Гидросистемы летательных аппаратов Красная-красная смесь. Гидросистемы летательных аппаратов

Как устроены гидросистемы в авиации — от цвета до принципов работы

Наука и техника
Проекции в психологии Проекции в психологии

Проекция в психологии – это бессознательный защитный механизм

Лиза
Мифы и научные данные о животных-долгожителях Мифы и научные данные о животных-долгожителях

От чего зависит скорость старения у разных животных?

Наука и техника
Асимметричная военная работа Асимметричная военная работа

Для США Вторая мировая война стала мощным экономическим стимулом

Монокль
Пять штрихов к портрету «Афгана» Пять штрихов к портрету «Афгана»

Ключевые задачи и решения 40-й армии в Афганистане

Монокль
Геохимики СПбГУ первыми в России датировали подводный минерал из крупнейшего бассейна восточной Арктики Геохимики СПбГУ первыми в России датировали подводный минерал из крупнейшего бассейна восточной Арктики

Геологи СПбГУ смогли первыми определить возраст подводного арктического минерала

Знание – сила
Исторические сведения о сказочных берендеях Исторические сведения о сказочных берендеях

Легендами о лесном царстве берендеев вдохновлялись и Жуковский, и Островский

Знание – сила
Дети войны. Воспоминания Марка Розовского Дети войны. Воспоминания Марка Розовского

Война, эвакуация, московские дворы в воспоминаниях драматурга Марка Розовского

Знание – сила
«Чеченцы». Поколение «Чеченцы». Поколение

Кем были воины, прошедшие первую и вторую чеченские кампании?

Монокль
Открыть в приложении