Нанотехнологи РУДН создали новый эластичный композит

Одна из наиболее актуальных областей современного материаловедения — функциональные материалы. Это композиты, полимеры и сплавы с физическими и химическими свойствами, которые можно «настраивать» в зависимости от целей использования. Такие материалы находят применения в электронике, медицине, косметике и других областях. Нанотехнологи РУДН создали новый композитный материал из кремнийорганической основы и углеродных нанотрубок. Он может менять температуру и электрическую проводимость в зависимости от деформации.

«Большое значение в материаловедении имеет разработка функциональных материалов, которые можно использовать в технологических областях. Особенно большое внимание стало уделяться наномодифицированным материалам, у которых обнаруживаются принципиально новые свойства», — Александр Вечер, кандидат биологических наук, заместитель директора НОЦ «Нанотехнологии» РУДН.

Нанотехнологи создали композит на основе кремнийорганического соединения Silagerm 803. Это вещество со свойствами эластомера — может растягиваться до размеров, во много раз превышающих начальные. Пробуя различные условия, ученые модифицировали эластомер с помощью многослойных углеродных нанотрубок. Нанотрубки представляют собой полые цилиндры с диаметром в несколько нанометров и длиной до нескольких сантиметров. Затем нанотехнологи изучили, как изменились свойства нового композита — его растягивали, скручивали и проводили по нему ток, измеряя при этом температуру.

Образцы с концентрацией углеродных нанотрубок от 1% до 5% по массе не нагревались при пропускании электрического тока, у них оказалась низкая проводимость. При скручивании на 360 градусов эластомер нагревался в центре до температуры 76,3℃. Если увеличить скручивание до 540 градусов и задержать в таком положении на 20 секунд, то температура повышалась до 101,7℃. При растягивании эластомера усилилась электрическая проводимость образцов. Новые материалы можно использовать, например, для тензометрических датчиков — они преобразуют механическую деформацию в электрический сигнал. Другая потенциальная область применения — системы с возможностью контролируемого нагрева.

«Полученные образцы можно будет использовать для чувствительных элементов тензодатчиков. Это позволит получать информацию о физических и химических параметрах по электрическому сопротивлению, которое возникает при растяжении и кручении. Наши результаты позволяют сделать следующий шаг к разработке гибких функциональных материалов для электрического нагрева и измерения деформации», — Александр Вечер, кандидат биологических наук, заместитель директора НОЦ «Нанотехнологии» РУДН.

Результаты опубликованы в Journal of Composites Science.