Исследователи Санкт-Петербургского государственного университета представили новый метод модификации углеродных нанотрубок. На их базе удалось получить гибкие силиконовые полупроводники, перспективные для электроники и оптоэлектроники нового поколения.

Суть технологии

Углеродные нанотрубки (УНТ) представляют собой свёрнутые в цилиндр листы графена — полые структуры с уникальными характеристиками. Им свойственна высокая электро- и теплопроводность, а также механическая прочность. Эти качества делают УНТ востребованными добавками в полимерные композиты.

Внедрение нанотрубок в силиконовую основу позволяет получать электропроводящие материалы для гибкой электроники. Однако немодифицированные УНТ распределяются в полимерной матрице неравномерно, что ухудшает итоговые характеристики композита.

Решение от петербургских учёных

Команда СПбГУ предложила прививать на поверхность нанотрубок электроактивные ферроценил-содержащие олиго- и полисилоксаны. Такая обработка обеспечивает равномерное распределение УНТ в силиконовой матрице и придаёт им электроактивные свойства.

По словам руководителя научной группы «Функциональные полисилоксаны и материалы на их основе» профессора Регины Исламовой, разработка открывает путь к созданию гибких полупроводников, электрохимических сенсоров, компонентов аккумуляторов и оптоэлектронных устройств.

Преимущества метода

Безопасность. В процессе не задействованы концентрированные кислоты, гамма-излучение, радиоактивные или токсичные реагенты. Процедура безопасна для персонала лаборатории.

Экономичность. Применяются доступные соединения с невысокой себестоимостью. Альтернативные методы зачастую требуют дорогостоящих реактивов.

Простота. Прежние подходы включали 4–5 стадий обработки. Новая технология сокращает число этапов, ускоряя производственный цикл.

Признание разработки

Результаты защищены патентом, отмеченным специальным дипломом «Признание экспертов» на конкурсе «Успешный патент» 2025 года. Награда присуждена в номинации «Возможность применения в различных отраслях промышленности» Федеральным институтом промышленной собственности.

Перспективы для инженерных систем

Развитие гибкой электроники напрямую влияет на строительную отрасль. Новые материалы находят применение в интеллектуальных датчиках мониторинга трубопроводов, системах контроля целостности инженерных сетей и «умных» компонентах инфраструктуры. Внедрение подобных решений повышает надёжность и срок службы коммуникаций.