Полимеризация нәтижесіндегі «Нанофанера»

.Гетероқұрылымдарды полимерлі матрицаға орналастырған наномөлшерлі құрылымдардан алу биосенсорларды, күн батареяларын және басқа да құрылғыларды жасау кезінде қызығушылық тудырады. Бірақ мұндай гетероқұрылымдардағы наноқұрылымдар әлі күнге дейін материалдардың бүкіл көлемі бойынша тең таралған.

Бұл нанообъектілердің ерекше физикалық қасиеттерін жоғалтуына немесе полимерлі матрицадан бөлінуі арқылы нанообъектілердің кенеттен агрегатталуына әкеледі. Бұл мәселенің шешімі аталған кемшіліктері жоқ қабатты құрылымдарды жасау болуы мүмкін.

Қытай ғалымдарының ұжымы осындай құрылымдарды алу әдісін ұсынды. Алдымен БҚКНТ-бір қабатты көміртекті нанотүтікшелер пирол электрополимеризациясы кезінде жұмыс істеуші электрод рөлін атқаратын күшті легирленген кремнийлі табақшаға орналастырылады. Полимеризациядан кейін алынған «Нанофанера» тек әлсіз Ван-дер-ваальс байланыстарының болуы есебінен табақша бетінен оңай бөлініп шыққан (7.2-сурет).

Қалыңдығы аз (90 нм) алынған үлпектер көрнекті диапазонда толығымен мөлдір болып шыққан. Бірақ қалыңдықтың артуымен өткізу коэффициенті меншікті кедергінің экспоненциалды азаюымен бірге сызықты түрде азайған. Нанотүтікшелер қабатының қалыңдығы аз болсада, алынған үлпектің өткізгіштігі полипирол үлпегінің өткізгіштігінен артық болған (мысалы, үлпек қалыңдығы 100 нм болғанда өткізгіштік 4 есе артады). Күтілгендей, алынған үлпектер айтарлықтай өткізгіштік анизотропиясына ие: нанотүтікше бағытына ұқсас бағыт бойындағы өткізгіштік перпендикулярлы бағытқа 6,5 есе жоғары (7.3-сурет).

Алынған үлпектерді химиялық наносенсорлар алуда қолдану ыктимал болады. 7.3. Химиялық нанодетекторларға батарея қажет емес

Көптеген қазіргі заманғы химиялық детекторларға қарағанда, Ливерморск ұлттық зертханасының наносенсоры сыртқы қоректену көзін қажет етпейді.

Жартылай өткізгіш наносымдар кезіндегі құрылғыға аккумулятор қажет емес, осыған қарамастан ол тез және жоғары сезімталдықпен әртүрлі заттар молекулаларын анықтайды. Бұл технологияның дамуы шағын үздіксіз жұмыс істейтін химиялық детекторларды жасаудағы алғашқы қадам болуы мүмкін.

Наносенсорлардың жұмыс істеу принципі химиялық заттар мен жартылайөткізгіш наносымдар бетінің әрекеттесуіне негізделген. Молекулалармен беттесу «таза» күйінде де химиялық әсерге ұшыраған наносымдар арасында немесе наносымдардың екі ұшының арасында электр зарядын тудырады.

Сынақтар әртүрлі типті датчиктермен (мырыш оксиді негізіндегі және кремнийлі) жүргізілген. Алғашқы сынақтар үшін этанол қолданылған

.Мырыш оксиді негізіндегі датчиктерді сынақтан өткізгенде ғалымдар этанолдың аз мөлшерін наносымдар ұштарының арасында лезде өсіп, еріткіштің булануына байланысты баяу кемитін электр кернеуінің өзгерісін тудыратынын анықтаған. Детекторға гексанның аз мөлшерінің тиюі кезінде төмен электр кернеуі тіркелді, бұл наносенсордың молекулалардың әртүрлі типтеріне таңдамалы органикалық еріткіштердің 15 түрлі типімен cынап, әрқайсысы үшін әртүрлі кернеуді анықтады. Сонымен, наносенсорларды химиялық заттардың әртүрлі типтері мен олардың концентрациясын анықтау үшін қолдану мүмкіндігі бар.

Калийлі наносенсорлар ұқсас қасиеттер көрсетті, бірақ электр кернеуінің көрсеткіштері мырыш оксидінің негізіндегі детекторлардан күрт ерекшеленеді.

Қазіргі кезде ғалымдар наносенсорлардың жарылғыш заттар мен биологиялық агенттердің күрделі молекулаларын анықтау қабілетін тексеруде. Ғалымдар зерттеу нәтижелерін келесі мақалада жариялайды.