Ученые Томского политехнического университета придумали новый способ обработки лазерно-индуцированных композитов на основе оксида графена и полимера. Он дает возможность проектировать и динамически изменять электрохимические свойства композита. Эта технология позволила разработать лабораторный образец гибкого транзистора с электролитическим затвором, который в противном случае не работал бы без предварительной обработки.
Исследование выполнено в рамках проекта РНФ (№ 22-12-20027) и при поддержке администрации Томской области. Результаты работы ученых опубликованы в журнале Polymers (Q1, IF:4.7).
Композиты на основе восстановленного оксида графена и полимера являются перспективным материалом для создания гибкой электроники. Они представляют собой лист термопластичного полимера, в верхний слой которого при помощи лазера интегрирован проводящий слой восстановленного оксида графена.
Ученые Томского политехнического университета обнаружили, что можно настраивать свойства этого композитного материала, подвергая его электрохимической обработке. В результате термопластичный полимер на поверхности разрушается, оголяя электроактивный восстановленный оксид графена. Таким образом, открывается доступ к поверхности для ионов из окружающей композит среды и появляется возможность реализовать сенсор ионов в виде транзистора с электролитическим затвором.
«Исследования показали, что с помощью контролируемых реакций окисления и восстановления восстановленного оксида графена мы способны изменять электрохимические свойства композита в растворе электролита, то есть делать его более и менее проводящим. Эта технология может лечь в основу создания гибких транзисторов с электролитическим затвором», — рассказал соавтор исследования, младший научный сотрудник Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий Максим Фаткуллин.
В большинстве своем транзисторы с электролитическим затвором на сегодняшний день применяются в качестве сенсоров для измерения концентраций различных ионов. Создание гибких аналогов в перспективе даст возможность разработать компактные устройства, которые можно будет сгибать и сворачивать.
«Результаты исследования показали, что элемент демонстрирует обратимый и воспроизводимый токовый отклик. То есть, мы можем говорить о том, что датчики, созданные на основе данного принципа работы, можно будет использовать многократно», — поясняет соавтор исследования Максим Фаткуллин.
Данная работа стала продолжением ряда исследований ученых ТПУ и их зарубежных коллег по разработке биоразлагаемых и гибких электронных компонентов и пониманию механизма их формирования с помощью лазерного излучения.
В исследованиях приняли участие сотрудники Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий ТПУ, Университета электронных наук и технологий Китая, Бразильской национальной лаборатории нанотехнологий, Технического университета Хемница.
Фото на обложке: ТПУ
