Новосибирские ученые придумали «умные чернила» для долговечности литиевых аккумуляторов

«Умные чернила» на основе углеродных нанотрубок сделают литиевые аккумуляторы более емкими и продлят срок их службы, а также удешевят производство антистатических и антикоррозионных покрытий.

Новосибирские ученые придумали «умные чернила» для долговечности литиевых аккумуляторов
Иллюстрация: Пресс-служба НГУ
Новый способ создания водной дисперсии углеродных нанотрубок, позволяющий повысить их концентрацию и избежать вязкости полученной суспензии, изобрели и запатентовали ученые Центра НТИ по новым функциональным материалам (ЦНФМ) Новосибирского государственного университета. Водные дисперсии с содержанием нанотрубок применяют в производстве литиевых батареек и аккумуляторов, а также антистатических и антикоррозионных покрытий. Возможность повысить концентрацию нанотрубок в их составе увеличит их эффективность и будет логистически выгодна для производителей. Углеродные нанотрубки (УНТ) имеют уникальное аспектное отношение диаметра к длине, которое достигает от 3 до 6 порядков. Именно этот эффект позволяет им образовывать непрерывную сеть при введении в конечные матрицы даже в очень низких концентрациях. Эта сеть может придавать материалам электропроводящие и упрочняющие свойства, поскольку нанотрубки являются электрическими проводниками, и при этом обладают очень высокой прочностью — они прочнее стали. Когда мы расщепляем агломераты нанотрубок, растет поверхность раздела фаз и повышается вязкость суспензии. Получается, чем лучше мы расщепили их, тем больше увеличилась вязкость. Необходимо максимально расщепить агломераты нанотрубок, но в этом нас ограничивает резко растущая вязкость получаемой суспензии, которая порой даже переходит в состояние геля. Высокая вязкость мешает эффективному диспергированию УНТ и технологичному вводу в конечные материалы. Но нам удалось найти способ снизить вязкость дисперсии углеродных нанотрубок, увеличив при этом их концентрацию, — объяснил старший научный сотрудник Центра НТИ по новым функциональным материалам (ЦНФМ) НГУ Сергей Чупин. 
Традиционно нанотрубки разделяют с помощью ультразвука. Но ультразвук плохо работает в густых средах. Новое изобретение НГУ снимает это ограничение: теперь ультразвук может эффективно работать даже с высококонцентрированными смесями. Это также решает проблему логистики: перевозить концентрированную жидкую добавку гораздо дешевле и безопаснее, чем возить большие объемы разбавленных или легковоспламеняющихся жидкостей.
Мы нашли идеальный «рецепт»: использовали сочетание хорошо известных и подробно описанных в литературе дисперсантов для расщепления агломератов углеродных нанотрубок — например, полимерные, блоксополимерные и анионные. Новизна нашего способа заключается не в использовании этих компонентов, а синергичном сочетании химических агентов, позволяющих эффективно разделять нанотрубки без значительного повышения вязкости получаемой суспензии, а в некоторых случаях даже со снижением этого показателя. С применением нашего способа появляется возможность загружать гораздо большие концентрации нанотрубок в суспензию, а соответственно, и в готовый состав, что положительно влияет на логистику готовой продукции. Наше изобретение позволяет достигать больших концентраций, сохраняя при этом низкую вязкость, — пояснил ученый.
Работа над изобретением проведена при финансовой поддержке Фонда НТИ. Как отметили сами разработчики, технология готова к внедрению. Ее предложили в первую очередь российским производителям аккумуляторов и функциональных покрытий — тем, кто хочет не просто догнать мировых лидеров, а выйти вперед, создавая более качественные материалы при меньших затратах.
Самое читаемое
  • Риски мобилизации для бизнеса: худшая стратегия — тревожиться и ничего не делатьРиски мобилизации для бизнеса: худшая стратегия — тревожиться и ничего не делать
  • Российская сеть Fix Price открыла два магазина в крупнейших городах СербииРоссийская сеть Fix Price открыла два магазина в крупнейших городах Сербии
  • Еще одному застройщику запретили строить в Ботаническом микрорайоне ЕкатеринбургаЕще одному застройщику запретили строить в Ботаническом микрорайоне Екатеринбурга
  • В России ожидают вторую волну топливного кризиса: что теперь случилосьВ России ожидают вторую волну топливного кризиса: что теперь случилось
  • До конца года российские банки закроют 2,1 тыс. своих отделенийДо конца года российские банки закроют 2,1 тыс. своих отделений
Наверх
Чтобы пользоваться всеми сервисами сайта, необходимо авторизоваться или пройти регистрацию.
Вы можете войти через форму авторизации зарегистрироваться
Извините, мы не можем обрабатывать Ваши персональные данные без Вашего согласия.
  • Укажите ваше имя
  • Укажите вашу фамилию
  • Укажите E-mail, мы вышлем запрос подтверждения
  • Не менее 8 символов
Если вы не хотите вводить пароль, система автоматически сгенерирует его и вышлет на указанный e-mail.
Я принимаю условия Пользовательского соглашения и даю согласие на обработку моих персональных данных в соответствии с Политикой конфиденциальности.Извините, мы не можем обрабатывать Ваши персональные данные без Вашего согласия.
Вы можете войти через форму авторизации
Самое важное о бизнесе.