Перспективный нанокомпозит КФУ: новые возможности для энергоэффективных устройств

Ученые Института физики Казанского федерального университета (КФУ) добились значительных успехов в области нанотехнологий, смоделировав новый перспективный материал – нанокомпозит. Этот материал сочетает в себе уникальные свойства проводящего полимера полианилина (ПАНИ) и наночастиц оксида иттрия (Y₂O₃), что делает его перспективным для использования в создании сенсоров, оптоэлектронных приборов, энергоэффективных устройств и каталитических систем. Результаты работы опубликованы в журнале Computational and Theoretical Chemistry.

Разработка нового нанокомпозита, состоящего из ПАНИ и оксида иттрия, стала возможной благодаря уникальным свойствам каждого из компонентов. Полианилин известен своей химической устойчивостью и способностью изменять проводящие свойства, а оксид иттрия обладает высокой термической стабильностью и хорошими электрическими свойствами. Совместно они образуют материал с улучшенными характеристиками, которые не достижимы для каждого компонента по отдельности.

Исследовательская группа применяла метод функционала плотности для детального анализа взаимодействия атомов в нанокомпозите. Были рассчитаны геометрия, электронные свойства, энергетические характеристики и поведение материала под воздействием света. Результаты показали, что полимер и наночастица образуют прочные ковалентные и электростатические связи, обеспечивающие стабильность материала.

В результате объединения с кластерами оксида иттрия ПАНИ стал более химически активным и повысил свою способность проводить электрический ток. Также был замечен сдвиг в спектре поглощения света, что делает материал пригодным для оптоэлектронных приложений. Способность эффективного переноса заряда в составе нанокомпозита открывает новые возможности для его применения.

По словам старшего научного сотрудника Регины Бургановой, такой нанокомпозит может использоваться в создании сенсоров, оптоэлектронных приборов, энергоэффективных устройств и каталитических систем.

Исследование, осуществленное в рамках программы «Приоритет – 2030», закладывает основу для дальнейших разработок материалов с уникальными функциональными свойствами.

Источник: Минобрнауки РФ