Научные достижения химического факультета
06.09.2021
Полимеры и оксид графена соединились
в новый тип материалов для наноэлектроники
Ученые из Греции и Франции совместно с коллегами с
Химического факультета МГУ и из ИПХФ РАН во главе с профессором Дмитрием
Ивановым разработали новый подход к получению нанокомпозитов и получили
материалы на основе полимеров и графена. Полученные композиты очень
перспективны для оптоэлектроники. Исследование выполнено в рамках мегагранта и
опубликовано в журнале Polymers.
После вручения Нобелевской премии по физике российским
ученым за открытие графена в 2010 году он стал одним из самых обсуждаемых
материалов не только в научной среде, но и среди многих людей, не имеющих к ней
отношения. Это было ожидаемо, ведь графен – двумерный слой углерода толщиной в
один атом -- обладает высокой прочностью и проводимостью, а привлекателен для
множества промышленных и научных отраслей. За последнее десятилетие химики и
физики со всей планеты создали графеновые электроды, чипы, провода и другие
элементы, использование которых улучшает характеристики устройства относительно
металлической или пластиковой "начинки". Но что, если соединить новинку с тем,
что уже прочно закрепилось в нашей повседневной жизни? Возьмем, к примеру,
полимеры. Сейчас они встречаются практически в каждом предмете нашей жизни –
настолько разнообразны их свойства. К тому же, полимерные соединения похожи
конструктор: можно заменить одни "кубики"-мономеры другими, и свойства полимера
поменяются.
Над идеей соединения графена и полимеров серьезно задумалась
международная группа ученых, изучающих свойства и способы синтеза полимеров с
различными свойствами и характеристиками: "Мы синтезировали диблок-сополимеры,
которые были "привиты" к химически модифицированному оксиду графена, -- рассказывает российский руководитель мегагрант-лаборатории
функциональных органических и гибридных полимерных систем МГУ, к.ф.-м.н. Дмитрий Иванов. -- Эти
нанокомпозитные материалы можно использовать в наноэлектронике, для датчиков,
мембран для очистки или транспортировки воды и газа, для хранения энергии".
"Полученные нанокомпозиты продемонстрировали повышенную
термическую стабильность по сравнению с "пустыми" сополимерами, что обусловлено
ковалентными связями между матрицами сополимеров и графеновыми листами.
Полимерные нанокомпозиты являются материалом, с которыми так же легко работать,
как с пластмассами, однако они обладают лучшими показателями механических,
тепловых, электрических и барьерных характеристик", -- рассказывает один из
авторов работы, профессор, д.х.н. и приглашенный ученый мегагрант-лаборатории
химического факультета МГУ Апостолос Авгеропулос.
Ученые отмечают, что сейчас сложно
судить о взаимосвязи структуры и свойств соединений графена и полимеров из-за трудоемкости
процесса внедрения. Поэтому изучение зависимостей "структура – свойство" может
стать одним из дальнейших направлений исследований в этой области и большим
шагом к широкому практическому применению полученных нанокомпозитов. Тем более,
что блок-сополимеры уже показали свою полезность – на их основе сейчас
разрабатывается материал, который может стать заменителем кожи, а также
идеальные имплантаты, которые можно буквально вливать в организм через
микропроколы.
Ссылка на статью: https://www.mdpi.com/2073-4360/13/14/2308
Автор фото: Александра Кучерова/пресс-служба химического факультета МГУ
