Ученые Томского государственного университета (ТГУ) разрабатывают легкие и дешевые композитные материалы на основе углеродных нанотрубок, сообщает пресс-служба ТГУ. 

Углеродные нанотрубки представляют собой протяжённые цилиндрические структуры диаметром от одного до нескольких десятков нанометров и длиной до нескольких сантиметров. Одиночные углеродные нанотрубки образованы круговым слоем молекул фуллерена, многостенные углеродные нанотрубки представляют собой несколько трубок или призм, которые могут быть вложены друг в друга по типу матрешки или скручены по типу свитка. Они широко используются во всем мире для создания новых материалов и покрытий благодаря своим характеристикам – легкости, прочности, термоустойчивости. Экранирующие свойства углеродных нанотрубок обеспечиваются их хорошей проводимостью.

В своем исследовании томские ученые для создания композитных материалов используют многослойные нанотрубки средним диаметром 9,4 нм. Для создания композитов нанотрубки смешиваются с уретано-алкидным лаком, который делает конечный материал экологически безопасным. Затем смесь облучается ультразвуком, что позволяет добиться однородности композита и тем самым повысить его полезные свойства. В настоящее время ученые исследуют электромагнитные характеристики полученных образцов, чтобы рассчитать для каждой частоты оптимальную толщину композита, концентрацию нанотрубок, их диаметр и время ультразвуковой обработки. Как они полагают, это позволит создать материалы для защиты от разных видов опасных излучений.

«На частотах в 3-14 ГГц работает радиолокация, спутниковое телевидение, радиосвязь, беспроводные компьютерные сети и спутниковая навигация. Нередко излучения на этих частотах могут быть причиной помех в связи. Покрытия из наших композитов могут защитить чувствительные элементы радиоаппаратуры и тем самым предотвратить помехи», - приводятся в тексте пояснения одного из авторов разработки Анастасии Качусовой.

По словам автора, выбор именно этих нанотрубок обусловлен тем, что их стоимость невысока : «Они дешевые, а кроме того, легкие – за счет этого можно значительно уменьшить массу и стоимость конечного продукта». Как утверждает руководитель проекта, доцент РФФ Григорий Кулешов, композитные материалы на основе нанотрубок исследуются в разных странах, однако томские ученые предлагают более простую технологию их создания, благодаря чему использование защитных покрытий и других изделий из композитов ТГУ будет экономически выгодным. 

Нанотрубки, применяемые в исследовании, были изготовлены в Институте катализа СО РАН. Исследование электромагнитных параметров проводится на оборудовании центра коллективного пользования ТГУ «Центр радиофизических измерений, диагностики и исследования параметров природных и искусственных материалов». 

Исследование ведется в рамках большого проекта ученых-радиофизиков ТГУ, поддержанного программами УМНИК и СТАРТ, который направлен на создание композиционных материалов для радиоэлектронных систем, строительной отрасли и бытового применения, с заданными параметрами (эффективность экранирования, мощность и частота излучения, широкополосность). В рамках этого проекта уже создан защитный футляр для мобильников из композиционного материала, который ограничивает вредное для человека электромагнитное излучение.

Углеродные нанотрубки рассматриваются как один из самых перспективных материалов для батарей и аккумуляторов, сенсорных панелях для смартфонов и планшетов, солнечных элементах и и композитных материалов, используемых в авиакосмической области и электронике.