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

На чём растут «сумки» и «денежки»? На чём растут «сумки» и «денежки»?

Чем примечательны пастушья сумка и ярутка?

Наука и жизнь
Корабль-призрак Корабль-призрак

Как генерал де Голль боролся с долларом США

Деньги
Юбилеи круглые и не очень Юбилеи круглые и не очень

Кубик, змейка, шар, сварка в космосе и другие июльские события разных лет

Знание – сила
Что добавить в воду, чтобы быстро почистить духовку: советы профессиональных клинеров Что добавить в воду, чтобы быстро почистить духовку: советы профессиональных клинеров

Как почистить духовку быстро и эффективно

VOICE
Вселенная Майнкрафта Вселенная Майнкрафта

В кубическом мире строят, копают и выживают более 130 миллионов игроков

Вокруг света
Лошадиная королевская фамилия Лошадиная королевская фамилия

«Моя леди Джейн»: кони и люди в альтернативной истории Англии XVI века

Weekend
«Индекс округлости»: новая метрика для оценки физической формы «Индекс округлости»: новая метрика для оценки физической формы

«Индекс округлости»: что это и как он поможет следить за здоровьем

Reminder
«Санни»: черная комедия с Рашидой Джонс о женщине, которая ищет пропавших мужа и сына «Санни»: черная комедия с Рашидой Джонс о женщине, которая ищет пропавших мужа и сына

«Санни»: проект, скрывающий за маской черной комедии драму и детектив

Forbes
В гостях у природы В гостях у природы

Курилы — острова, на которых всем заправляет Ее Величество Природа

Y Magazine
Репринт: «Езда в остров любви», забытая Тэффи, казанский Хлебников Репринт: «Езда в остров любви», забытая Тэффи, казанский Хлебников

Переиздания, заслуживающие вашего внимания

Полка
Что делать, если после загара облезла кожа: 5 способов ускорить процесс регенерации Что делать, если после загара облезла кожа: 5 способов ускорить процесс регенерации

Как восстановить кожу после сильного загара?

ТехИнсайдер
Зачистка социального болота: 5 плюсов и минусов культуры отмены Зачистка социального болота: 5 плюсов и минусов культуры отмены

Приводит ли культура отмены к истинной справедливости?

Psychologies
Ядерная энергетика. От истоков к перспективам Ядерная энергетика. От истоков к перспективам

Прошлое, настоящее и будущее ядерной энергетики

Наука и Техника
С первой женой Вицин разошелся, но не расстался, даже женившись на другой С первой женой Вицин разошелся, но не расстался, даже женившись на другой

Вицин старался заразить своими открытиями коллег, но они его не понимали

Коллекция. Караван историй
На высоте На высоте

Катерина Шпица о репутационных рисках и ощущении себя в роли «звезды»

OK!
Слава блогу: кто такие православные блогеры и почему они популярны Слава блогу: кто такие православные блогеры и почему они популярны

Кто и зачем учит вере в соцсетях?

Правила жизни
12 фраз, означающих, что вы эмоционально умнее большинства людей 12 фраз, означающих, что вы эмоционально умнее большинства людей

Фразы, которые отражают интеллектуальные компетенции

Maxim
Почему в смарт-часах нельзя купаться в море Почему в смарт-часах нельзя купаться в море

Что означает сертифицированная защита от воды у смарт-часов?

CHIP
«Найти идею и правильно ее упаковать». Эксперты — о развитии туризма в России «Найти идею и правильно ее упаковать». Эксперты — о развитии туризма в России

Эксперты — о создании эффективного туристического продукта

СНОБ
Что такое гача-игры и как они захватили мир Что такое гача-игры и как они захватили мир

Почему на гача-играх помешались тысячи людей — от школьниц до «воротничков»

РБК
«Художества и науки» в Петербургской Академии наук 1724—1803 «Художества и науки» в Петербургской Академии наук 1724—1803

О появлении современной науки: Великая дивергенция и благотворное влияние церкви

Знание – сила
Стиль «тихая роскошь» Стиль «тихая роскошь»

Zeelander 5 с полностью кастомным интерьером и ограниченной серией

Y Magazine
«Свободная Франция» против Виши «Свободная Франция» против Виши

Как почтовые марки стали одним орудием борьбы «Свободной Франции» и режима Виши

Дилетант
На языке природы На языке природы

Говорящие камни проекта SPLACES.STUDIO

Цифровой океан
Подводные лодки с воздухонезависимыми силовыми установками в российском и советском флоте Подводные лодки с воздухонезависимыми силовыми установками в российском и советском флоте

Этапы разработок электрохимических генераторов для ПЛ в СССР и России

Наука и Техника
Оттенки неба Оттенки неба

Существует ли преломление воздуха? Откуда ночью синева и даже желтые оттенки?

Знание – сила
10 методов, которыми нас воспитывали: от худшего к лучшему 10 методов, которыми нас воспитывали: от худшего к лучшему

Классификация методов воспитания: от наименее к наиболее эффективным

Psychologies
Наперегонки с аппетитом Наперегонки с аппетитом

Что такое индекс насыщаемости продуктов и почему он важен для похудения

Лиза
Движение F.I.R.E. — что это такое Движение F.I.R.E. — что это такое

Идеология F.I.R.E: есть ли польза от решения «копить больше, тратить — меньше»

Psychologies
На помощь придут антиоксиданты На помощь придут антиоксиданты

Что поможет восполнить недостаток антиоксидантов?

Здоровье
Открыть в приложении