Графеновые покрытия для модификации и стабилизации лиофильности и сенсорных свойств поверхности

Разработаны технологии создания поверхностей с различными свойствами, а также покрытия их графеном, обеспечивающим защиту поверхности от деградации. Для созданных поверхностей проведены исследования влияния морфологии, кристаллографических свойств и наличия графенового покрытия на их смачиваемость. 

Примеры создаваемых поверхностей (а), углы смачивания на созданных поверхностях (б).

С использованием меди показано что, изменяя параметры предварительной обработки, а также текстурируя поверхность, можно изменять смачиваемость в широком диапазоне углов смачивания, а также обеспечивать устойчивые гидрофильные и гидрофобные свойства поверхностей, которые важны для создания различных чувствительных датчиков, теплообменников, катализаторов. Также, впервые было проведено экспериментальное исследование проводимости графена, помещенного в водное окружение. Установлено наличие зависимости сопротивления, обводненного графена от времени, а также определены характерные времена релаксации сопротивления при погружении графена в воду и его последующей сушке. По температурной зависимости сопротивления от температуры оценены значения ширины запрещенной зоны, возникающей в обводненном графене. На основе анализа данных молекулярно-динамического моделирования, предложен возможный механизм, отвечающий за открытие запрещенной зоны в графене. Данный механизм связан с появлением неоднородного тангенциального электрического поля в плоскости графеновой пластины, создаваемого молекулами воды, структурирующимися вблизи поверхности графена. Полученные результаты по изменению проводимости графена имеют критическое значение для создания различных сенсоров, расходомеров, анемометров и др. В целом же полученные результаты закладывают основу модели взаимодействия газо-жидкокостной среды с графеном и подложкой, которая будет использована для решения множества прикладных задач.

ИТ СО РАН. Руководитель работы – Андрющенко Владимир Андреевич н.с., к.ф.-м.н. Исполнители – Маточкин Павел Евгеньевич м.н.с.; Морозов Владимир Сергеевич м.н.с.; Мисюра Сергей Яковлевич с.н.с., к.т.н.; Смовж Дмитрий Владимирович с.н.с., к.ф.-м.н.; Сорокин Дмитрий Владимирович лаборант. Тел. +7 (383) 316-50-48.