Ученые ЛЭТИ разработали технологию упорядоченного осаждения нанотрубок на поверхности алюминия при помощи лазера. Созданный ими композит обладает свойствами, полезными для авиастроения и оптоэлектроники.
Углеродные нанотрубки – это структуры, которые можно представить как полые свернутые в трубку графеновые плоскости диаметром в несколько нанометров. Они активно используются для повышения прочности различных материалов, причем для положительного эффекта достаточно долей процента нанотрубок в итоговом материале. Композиты с нанотрубками применяют в машиностроении, энергетике, строительстве, авиационной и оборонной промышленности.
«Мы разработали лазерный метод осаждения углеродных нанотрубок на поверхности алюминия в строго ориентированном положении — под прямым углом к матричной подложке. Получившиеся композиты обладают высокой прочностью и полезным для электроники показателем преломления света. Еще одно преимущество нашего метода в том, что расход материалов для создания такой структуры минимален», — рассказывает профессор кафедры фотоники СПбГЭТУ «ЛЭТИ»Наталия Каманина.
Чтобы при осаждении углеродные нанотрубки вертикально размещались на поверхности металла, ученые использовали углекислотный лазер. Они разработали способ совмещения лазера с вакуумной установкой и дополнительной электрической схемой, а также описали параметры обработки алюминия.
Разработанная методика не требует каких-либо дополнительных условий для нагрева подложек и состава газовых реагентов, чем выгодно отличается от других классических методов осаждения нанотрубок.
«Полученные материалы могут использоваться как более прочная альтернатива алюминию в различных областях промышленности, например, в авиастроении. Благодаря углеродным нанотрубкам такие композиты также обладают полезными свойствами при создании защитных экранов и фотодатчиков для нужд оптоэлектроники. Кроме того, материал устойчив к коррозии», — поясняет Наталия Каманина.
В ближайшее время ученые планируют разработать технологию ориентированного осаждения нанотрубок на поверхности селенида и сульфида цинка, меди, а также других важных для промышленности материалов.
Результаты исследования были опубликованы в научном журнале Coatings.