🔬Однослойные углеродные нанотрубки — материал с фантастическими свойствами, но работать с ними трудно и дорого. Чтобы получить из них крошечный проводящий узор (размером всего 100 микрометров), приходится наносить сплошной слой и вытравливать лишнее, в итоге в мусор уходит до 90% дорогого сырья!

Учёные Сколтеха вместе с российскими и зарубежными коллегами нашли изящное решение этой проблемы и опубликовали его в журнале Light: Advanced Manufacturing.

«Ключевая идея пришла из аэрозольной науки: нанотрубки настолько лёгкие, что их инерцией можно пренебречь — они просто следуют за потоком несущего газа. Совместив это с прессовкой нитроцеллюлозной мембраны горячим лазерным трафаретом, мы закрыли ненужные поры. По сути, мы позволили самому потоку газа "рисовать" узор, осаждая нанотрубки только там, где нужно. Ничего не вытравливается, а шаблон можно использовать многократно, — прокомментировал исследование один из его авторов, профессор РАН Альберт Насибулин, директор Центра фотоники и фотонных технологий Сколтеха.

Благодаря этому методу исследователям удалось обойтись без токсичных растворителей и потери качества материала.

«Новый метод хорошо масштабируется, что открывает перспективы в оптике, электронике и сенсорике», — подчеркнул Никита Рагинов, стажёр-исследователь Сколтеха и первый автор работы.

Чтобы продемонстрировать универсальность подхода, научная группа создала устройства двух принципиально разных классов. Первое — датчик механической деформации в форме змейки-меандра. Его чувствительность оказалась как минимум втрое выше аналогов, а испытания на 3 000 циклов нагрузки доказали его абсолютную надёжность. Такие сенсоры можно встраивать хоть в опоры мостов, хоть в крылья самолётов. Второе устройство — растяжимая линза для управления терагерцовым излучением, что критически важно для будущих сетей 6G.

Помимо терагерц-оптики и высокочувствительных датчиков деформации, исследователи видят перспективы применения в прозрачных проводниках, биоэлектродах, термоэлектрических модулях и нагревательных сетках.

Описанные в пресс-релизе структурированные образцы из углеродных нанотрубок смоделированы в Университете ИТМО и Харбинском технологическом институте, изготовлены в Сколтехе и протестированы в МФТИ и Институте общей физики имени А. М. Прохорова РАН.

Сколтех входит в группу ВЭБ.РФ.

📲 Новости и события Сколтеха также доступны в MAX и VK.