МОСКВА, 27 ноября. /ТАСС/. Специалисты Казанского федерального университета (КФУ) создали новый материал — нанокомпозит на основе полианилина и оксида иттрия, сообщили в пресс-службе Минобрнауки РФ. Как полагают ученые, материал найдет применение в создании сенсоров, оптоэлектронных приборов, энергоэффективных устройств и каталитических систем.
«Ученые Института физики КФУ смоделировали и изучили новый материал — нанокомпозит. Он состоит из проводящего полимера полианилина и наночастиц оксида иттрия (Y O). Такие нанокомпозитные материалы привлекают внимание своими уникальными свойствами благодаря сочетанию преимуществ каждого из компонентов», — рассказала старший научный сотрудник лаборатории «Компьютерный дизайн новых материалов и машинное обучение» Регина Бурганова.
Полианилин, как отметила Бурганова, известен своей химической устойчивостью, способностью изменять проводящие свойства в зависимости от степени окисления и простотой синтеза, что делает его удобным для создания функциональных материалов. Оксид иттрия, в свою очередь, обладает высокой термической стабильностью, устойчивостью к агрессивным средам и хорошими электрическими свойствами, что позволяет ему эффективно выполнять роль акцептора заряда в нанокомпозитах. В своих поисках ученые применили теоретический подход с использованием метода функционала плотности. «Этот метод позволяет детально проанализировать, как атомы взаимодействуют друг с другом, какие связи образуются и как изменяются свойства материала. Исследование включало расчет геометрии, электронных свойств, энергетических характеристик и поведения материала под воздействием света», — рассказала Бурганова.
В ходе исследования было установлено, что полимер и наночастица образуют прочный союз через ковалентные связи и электростатическое взаимодействие — это придает материалу стабильность. В результате объединения с кластерами оксида иттрия полианилин становится более химически активным, у него повышается электропроводность, что важно, например, для оптоэлектронных приложений.
Был замечен сдвиг в спектре поглощения света, благодаря чему материал начинает поглощать свет в видимой области. Нанокомпозит также способен к эффективному переносу заряда, так как в его составе кластеры оксида иттрия действуют как «приемник» электронов, а полианилин — как донор. Его создатели надеются заложить основу для разработки материалов с уникальными функциональными свойствами.
Исследование проводилось при поддержке Минобрнауки РФ в рамках программы «Приоритет 2030».