Выдающееся достижение красноярских исследователей открывает новую эру в создании защитных покрытий. Благодаря экологичной и безотходной технологии удалось разработать инновационные прозрачные проводящие пленки с практически стопроцентной эффективностью экранирования электромагнитного излучения. Универсальность и доступность этих гибких пленок позволяет использовать их как для защиты данных в электронных устройствах, так и в роли высокоэффективных сенсорных экранов и электродов для оптоэлектрических приборов. Исследование успешно прошло рецензирование и опубликовано в престижном издании Journal of Materials Science.
Современный мир остро нуждается в надежной защите электронных устройств от электромагнитных помех, особенно в военной и экономической сферах. Традиционные решения в виде металлической фольги или толстой сетки имеют существенный недостаток — их невозможно применить для защиты дисплеев и окон.
Объединенная команда ученых из ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН», СФУ и СибГУ им. М.Ф. Решетнева создала революционные прозрачные проводящие пленки на основе меди и никеля. Новое покрытие демонстрирует непревзойденную эффективность экранирования при значительно меньшей стоимости производства. Замечательным свойством материала является сохранение прозрачности более 80% в сочетании с превосходной гибкостью.
В основе инновационной технологии лежит удивительно простое решение — использование куриных яиц. Исследователи наносят белок тончайшим слоем на полимерные подложки, где при высыхании формируется особая растрескавшаяся структура. Эта структура служит основой для создания пленок. На полученный естественным путем шаблон напыляется серебро, выступающее затравкой для гальванического осаждения меди и никеля. Медное покрытие позволило достичь феноменальных показателей — 99,99% эффективности экранирования при сохранении прозрачности 82,2%.
«В нашей работе мы использовали принцип дегидратационной самоорганизации, аналогичный природному процессу растрескивания почвы при высыхании. Выбор яичного белка в качестве базового материала позволил создать по-настоящему «зеленую» технологию. Наш метод не только экологичен и безопасен, но и существенно экономичнее существующих аналогов», — поделился ведущий автор разработки Антон Воронин, кандидат технических наук из Института физики им. Л.В. Киренского СО РАН.
Уникальным преимуществом новой технологии стала исключительная гибкость получаемых материалов. В отличие от дорогостоящих альтернатив, созданных методами фотолитографии и импринтлитографии, эти пленки отлично сохраняют форму при сгибании, не теряя своих свойств.
«Наша разработка открывает широчайшие перспективы применения. Пленки можно использовать как электроды для солнечных батарей и светодиодов, создавать эффективные прозрачные нагревательные элементы, существенно снижать теплопотери в зданиях с панорамным остеклением. Особенно перспективно использование покрытия для решения проблемы обмерзания окон в общественном транспорте — оно одновременно защищает от излучения и обеспечивает обогрев при минимальных затратах», — подчеркнул Антон Воронин.
Исследователи с гордостью отмечают, что созданные пленки лидируют по трем ключевым параметрам: эффективности экранирования, прозрачности и экономичности производства. Их защитные характеристики превосходят даже теоретические показатели других прозрачных покрытий.
На базе этой перспективной технологии уже созданы инновационные самоочищающиеся фильтры для респираторов, способные улавливать мельчайшие инфекционные частицы размером до 100 нанометров.
Успешная реализация проекта стала возможной благодаря поддержке Российского фонда фундаментальных исследований и президентской стипендии для молодых ученых.
Информация предоставлена ФИЦ «Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук».
