Мезопористые оксиды металлов имеют поры размером от 2 до 50 нанометров, что очень сильно увеличивает площадь поверхности и дает множество вариантов для применения материала. Например, его можно использовать в производстве полупроводников и датчиков. Или создавать аккумуляторы очень большой емкости.
Но для синтеза таких оксидов требуются температуры от +350 °C и выше, что делает невозможным использование гибких подложек, например, пленок. А без этого не получается использовать материал для носимых гибких гаджетов. Чтобы решить проблему, ученые разработали новый способ производства при более низких температурах. О разработке сообщает Пхоханский университет науки и технологии (Южная Корея).
«Использован универсальный синтетический подход, сочетающий термическую активацию и кислородную плазму для синтеза разнообразных мезопористых оксидов металлов при низких температурах (150 °С — 200 °C). Он может быть применим к гибкой полимерной подложке», — пишут авторы в научной статье, вышедшей в журнале Advanced Materials.
Их подход предполагает, что высокореактивная плазмохимическая составляющая при таком методе компенсирует энергию, которая при обычном производстве получается благодаря более высокой температуре.
Чтобы доказать, что их способ работает, ученые создали микросуперконденсатор — миниатюрное, но при этом износостойкое и мощное устройство для запасания энергии. С помощью своего метода они произвели прямой синтез оксида вольфрама на бесцветной полиимидной пленке, которая известна способностью сохранять механические и электроизоляционные свойства в широком интервале температур. Пленка была покрыта оксидом индия-олова — это один из полупроводниковых материалов с высокой проводимостью, его используют, например, для производства жидкокристаллических экранов.
«Характеристики накопления энергии хорошо сохраняются в сложных условиях при сгибании», — подчеркивается в статье.
Предполагается, что устройства с мезопористыми оксидами металлов, изготовленными по новой технологии, можно будет сгибать тысячи раз без потери эффективности хранения энергии.
«Мы находимся на пороге революции в области носимых технологий. Наш прорыв может привести к созданию гаджетов, которые будут не только более гибкими, но и будут гораздо лучше адаптированы к нашим повседневным потребностям», — считает руководитель проекта Джин Кон Ким.
Гаджеты последнего поколения представили на крупнейшей международной выставке электроники
Создана микрометровая, заряжаемая слезами батарея, чтобы питать умные контактные линзы
Годовалые дети, которым дают гаджеты, позже испытывают задержки развития — выяснили ученые