Новая эра конденсаторов. Ученые увеличили емкость полимеров в 42 раза
Исследователи из России добились значительного прорыва в области материаловедения, увеличив способность фторсодержащего полимера накапливать заряд почти в 42 раза. Использование наночастиц максенов открыло новые горизонты для создания композитных материалов, которые могут найти применение в различных отраслях, включая авиастроение и электронику.
Современные технологии требуют создания более эффективных материалов для накопления энергии, и полимеры, обладающие гибкостью и доступностью, играют здесь ключевую роль. Однако их низкая способность к накоплению заряда ограничивает использование в ряде областей. Ученые из Саратовского государственного технического университета и Южного федерального университета предложили инновационное решение, добавив в полимер наночастицы максенов, что кардинально изменило его свойства.
Максены — это двумерные наночастицы, состоящие из переходных металлов, таких как ванадий, соединенных с углеродом. Они играют роль электродов в композите, что превращает полимер в высокоэффективный диэлектрик. Такой материал может служить основой для создания микроконденсаторов, способных эффективно накапливать энергию.
«Полученные нами полимерные композиты могут стать частью различных электронных цепей. Так, конденсаторы на их основе найдут свое применение в автомобиле- и авиастроении.»
— Николай Горшков, кандидат технических наук, доцент кафедры «Химия и химическая технология материалов» Саратовского государственного технического университета имени Гагарина Ю.А.
Для создания этого материала ученые использовали метод самораспространяющегося высокотемпературного синтеза, а затем провели химическую обработку, чтобы удалить примеси и улучшить свойства полученного композита. Тщательный анализ с помощью рентгеновской кристаллографии и других методов показал, что добавление максенов увеличивает способность полимера накапливать энергию в 42 раза.
Эта разработка открывает новые возможности для создания высокоэффективных конденсаторов и других компонентов, необходимых для современной электроники и техники. В будущем ученые планируют продолжить исследования, чтобы адаптировать новый материал для использования в высоковольтных кабелях и других устройствах, требующих особой надежности и долговечности.
