Инновационная технология производства тонких пленок, разработанная профессором Кан Хи Ку и его исследовательской группой из Школы энергетики и химической инженерии Ульсанского национального института науки и технологий (UNIST), произвела настоящий фурор в научном сообществе. Ученым удалось создать метод, позволяющий изготавливать тонкие пленки всего за одну минуту, используя только воду и масло.
Технический процесс основан на использовании эмульсий Пикеринга – масляных капель, диспергированных в воде. Прекурсоры наноматериалов прикрепляются к поверхности масляных капель, а затем поднимаются на поверхность воды, где собираются в тонкую пленку. Добавление перекиси водорода создает пузырьки газа, которые помогают прекурсорам подняться на поверхность воды. Весь процесс сборки происходит в течение одной минуты, что делает технологию чрезвычайно эффективной.
Одним из ключевых преимуществ новой технологии является возможность контроля толщины пленки, начиная от 350 микрометров. Исследователи продемонстрировали способность создавать пленки, покрывающие площадь до 100 квадратных сантиметров. Технология совместима с различными исходными материалами, а получаемые пленки имеют пористую структуру с высокой удельной поверхностью, что делает их идеальными для множества применений. Кроме того, пленки обладают исключительной механической прочностью и гибкостью.
Процесс переноса пленки на различные поверхности также представляет значительный интерес. Плотная связующая структура позволяет легко переносить пленку с использованием метода lift-on без повреждений. Исследователи успешно протестировали перенос на различные формы и материалы подложек, включая сложные узоры микрометрового масштаба, что обеспечивает точное покрытие.
В качестве практического применения команда использовала углеродные наноматериалы, покрытые платиной (Pt/C), в качестве сырья для создания каталитических тонких пленок. Эти пленки были успешно перенесены на лист для золочения. Полученные гибкие электроды сохраняли проводимость даже при многократном сгибании и смогли питать миниатюрную лампочку в согнутом состоянии, демонстрируя потенциал для применения в гибкой электронике.
Научная основа технологии лежит в использовании эмульсий Пикеринга, которые широко применяются в производстве косметики. Эти эмульсии снижают межфазную энергию, покрывая границу раздела вода-масло твердыми наночастицами. Процесс использует энергетически выгодное движение наночастиц от границы раздела масло-вода к границе раздела воздух-вода.
Исследование было опубликовано в престижном научном журнале ACS Nano, что подтверждает его значимость и научную ценность. Потенциальные области применения этой технологии включают гибкие электроды, катализаторы и устройства хранения энергии, что открывает новые горизонты для развития материаловедения и энергетических технологий.
Изображение носит иллюстративный характер
Технический процесс основан на использовании эмульсий Пикеринга – масляных капель, диспергированных в воде. Прекурсоры наноматериалов прикрепляются к поверхности масляных капель, а затем поднимаются на поверхность воды, где собираются в тонкую пленку. Добавление перекиси водорода создает пузырьки газа, которые помогают прекурсорам подняться на поверхность воды. Весь процесс сборки происходит в течение одной минуты, что делает технологию чрезвычайно эффективной.
Одним из ключевых преимуществ новой технологии является возможность контроля толщины пленки, начиная от 350 микрометров. Исследователи продемонстрировали способность создавать пленки, покрывающие площадь до 100 квадратных сантиметров. Технология совместима с различными исходными материалами, а получаемые пленки имеют пористую структуру с высокой удельной поверхностью, что делает их идеальными для множества применений. Кроме того, пленки обладают исключительной механической прочностью и гибкостью.
Процесс переноса пленки на различные поверхности также представляет значительный интерес. Плотная связующая структура позволяет легко переносить пленку с использованием метода lift-on без повреждений. Исследователи успешно протестировали перенос на различные формы и материалы подложек, включая сложные узоры микрометрового масштаба, что обеспечивает точное покрытие.
В качестве практического применения команда использовала углеродные наноматериалы, покрытые платиной (Pt/C), в качестве сырья для создания каталитических тонких пленок. Эти пленки были успешно перенесены на лист для золочения. Полученные гибкие электроды сохраняли проводимость даже при многократном сгибании и смогли питать миниатюрную лампочку в согнутом состоянии, демонстрируя потенциал для применения в гибкой электронике.
Научная основа технологии лежит в использовании эмульсий Пикеринга, которые широко применяются в производстве косметики. Эти эмульсии снижают межфазную энергию, покрывая границу раздела вода-масло твердыми наночастицами. Процесс использует энергетически выгодное движение наночастиц от границы раздела масло-вода к границе раздела воздух-вода.
Исследование было опубликовано в престижном научном журнале ACS Nano, что подтверждает его значимость и научную ценность. Потенциальные области применения этой технологии включают гибкие электроды, катализаторы и устройства хранения энергии, что открывает новые горизонты для развития материаловедения и энергетических технологий.
