ТОМСК, 24 сентября. /ТАСС/. Ученые Томского политехнического университета (ТПУ) совместно с Шанхайским институтом керамики Китайской академии наук с помощью лазерной обработки металлоорганических каркасов создали функциональный композит для гибких датчиков. Это позволяет увеличить световой сигнал люминесценции в 70 раз, сообщили ТАСС в Минобрнауки РФ.
«Создание мультифункциональных гибких датчиков, таких как датчики температуры и давления, открывает широкие перспективы для их применения в различных сферах — от транспорта и энергетики до медицины. Но в часто используемых датчиках, где регистрируется электрический сигнал, зачастую сложно зафиксировать изменения, связанные с температурой, давлением или деформацией. Ученые ТПУ обнаружили, что лазерная обработка металлоорганических каркасов (MOF) — активно исследуемых сейчас полимеров — позволяет увеличить сигнал люминесценции вплоть до 70 раз. Используя сигнал люминесценции для измерения температуры, можно надежно отличить изменение температуры и деформацию сенсора», — рассказали в министерстве.
Уточняется, что большинство методов для увеличения люминесценции затратны по времени и подразумевают сложные этапы синтеза. Предложенный способ трансформирует каркасы из цинка и органических молекул-лигандов в высоколюминесцентные N-легированные наноуглероды. Во время исследования металлоорганические каркасы наносились на разные подложки, после чего подвергались лазерному облучению с разной длительностью импульса.
«Мы обнаружили интересный эффект: при облучении ZIF-8 лазером можно получить материал с очень интенсивной люминесценцией вне зависимости от подложки. Впервые это было сделано с помощью лазера. В ходе исследования процесса преобразования материала мы обнаружили, что он превратился в легированный азотом наноуглерод и наноструктуры оксида цинка. Кроме того, при использовании гибкой полиуретановой пленки, напечатанной на 3D-принтере, произошла интеграция углерода в подложку, что сделало материал электропроводящим и механически прочным для гибкой электроники», — добавил один из основных авторов, инженер Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий ТПУ Чан Туан Хоанг.
Полученный композит сочетает биомеханическую податливость, чувствительность люминесценции к температуре, стойкость к многократным изгибам. Полученный материал можно использовать для датчиков температуры и деформации. При этом материал остается стабильным в течение 10 тыс. циклов сгиба, что подтверждает долговечность электродов, добавил руководитель проекта, профессор Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий ТПУ Евгения Шеремет.