Просмотр новости
Найдите то, что Вас интересует
Спутники
РН
SpaceX
Роскосмос
NASA
Создана модель для прогнозирования работы датчиков на основе углеродных нанотрубок при экстремальных температурах
Дата публикации: 21-07-2026 03:49:00
Исследователи из «Сколтеха» (входит в группу ВЭБ.РФ) совместно с коллегами из Харбинского политехнического университета...
Основное содержимое страницы с новостью.
21 Июля 2026 06:49 21 Июл 2026 06:49 |
Исследователи из «Сколтеха» (входит в группу ВЭБ.РФ) совместно с коллегами из Харбинского политехнического университета и университета Цзянсу (Китай) опубликовали работу, в которой представили первую эмпирическую модель для объяснения и прогнозирования сенсорного поведения иерархических трехфазных систем на основе углеродных нанотрубок в широком диапазоне температур (от –170 °C до 90 °C). Исследование, поддержанное грантом Российского научного фонда, опубликовано в журнале Carbon. Об этом CNews сообщили представители «Сколтеха».
Однослойные углеродные нанотрубки являются основой передовых многофункциональных материалов и могут производиться в виде порошков, пленок или волокон. В данном исследовании авторы объединили несколько форм, чтобы определить практические ограничения «умных» материалов, которые могут повлиять на их применение в качестве датчиков в экстремальных условиях.
«Волокна из однослойных углеродных нанотрубок и нанокомпозиты на их основе — это универсальные материалы. Они прочные, обладают высокой проводимостью и чувствительны к механической деформации, химическим веществам и перепадам температуры, — сказал Никита Гордеев, аспирант программы «Физика» «Сколтеха» и первый автор статьи. — Однако эта мульти-чувствительность — обоюдоострый меч: если материал чувствителен ко всему одновременно, трудно определить, изменение какого параметра мы зафиксировали. Разделять такие сигналы — сложная задача, но ее решение позволяет понять, на что именно реагирует материал».
Команде удалось выяснить, что, несмотря на структурные различия, температурная зависимость электропроводности одно-, двух- и трехфазных систем подчиняется одному и тому же фундаментальному механизму: прыжковому переносу носителей заряда при криогенных температурах и металлическому рассеянию при высоких температурах.
Доцент Центра фотоники «Сколтеха» Дмитрий Красников подчеркнул простоту и универсальность этого результата: «Полученный, по сути, закон сложения сопротивлений встречается во многих разделах физики и естественных наук. Это одно из проявлений красоты природы, когда такая сложная многофазная система подчиняется столь универсальному и элегантному принципу».
Все номера журналов CNews стали доступны в библиотеке им. Ленина
«Материалы нового поколения позволяют упростить инженерные системы, используя один материал для выполнения задач, которые сегодня решаются набором различных систем и материалов. Нацеливая исследования на создание датчиков, которые в будущем будут интегрированы в рыночные продукты, мы обеспечиваем себе лидерство в их широкомасштабном внедрении. Для этого нам нужно понимать, как эти материалы взаимодействуют друг с другом, каковы их ограничения и что мы можем сделать для их улучшения», — отметил доцент Центра фотоники и фотонных технологий «Сколтеха» Хассаан Ахмад Батт.
«Данное исследование закладывает базис работы с иерархическими углеродными материалами, которые уже находятся на пороге промышленного внедрения, — сказал профессор Альберт Насибулин, директор Центра фотоники и фотонных технологий «Сколтеха» и руководитель Лаборатории наноматериалов. — Материалы на основе однослойных углеродных нанотрубок, бесспорно, впечатляют. Волокна из углеродных нанотрубок обладают исключительно высокой удельной проводимостью и могут быть интегрированы в аэрокосмические композиты в качестве датчиков или проводки без ущерба для материала-носителя. Равномерно диспергированные полимерные нанокомпозиты с однослойными углеродными нанотрубками обеспечивают многофункциональную основу, которую современное поколение композитов просто не может предоставить. Объединение этих двух подходов для создания «умных» материалов, с самого начала спроектированных для обеспечения прочности, электрических и тепловых характеристик и мониторинга в реальном времени, — это следующий шаг. Однако понимание их сложного температурного поведения — уже другой уровень сложности. Благодаря этой работе мы теперь знаем, как меняются их сенсорные свойства при экстремальных температурах, которые испытывают крупные инженерные системы, например самолеты, и как отделить температурные эффекты от других внешних воздействий».
Схожие новости
Классификация: Наука. Схожих патентов: 0. Схожих новостей: 10. Тональность: 5. Информативность: 7. Источник: mobileb2b.cnews.ru.