Российские физики научились управлять свойствами графеновых композитов

Башкирские ученые получили новые графеновые композиты, и выяснили, что их свойствами можно управлять, меняя в них содержание наночастиц никеля.

Свойствами материалов из графеновой сетки и наночастиц никеля можно управлять, лишь меняя их соотношение, выяснили физики из Института проблем сверхпластичности металлов РАН, статья которых опубликована в журнале Materials.

В состав композитных материалов входит несколько компонентов, различающихся по химическим и физическим характеристикам. Исследователи из Уфы разработали композит, состоящий из графеновой сетки и равномерно заполняющих ее ячейки наночастиц никеля. Новый материал до двух раз прочнее, чем исходный металл, благодаря чему выдерживал большие нагрузки.

Ученые оценили тепловые свойства новых композитов, а именно — их способность проводить тепло и сохранять структуру при нагревании. Различались они содержанием наночастиц — по 8%, 16% и 24% атомов никеля от общего количества соответственно. Физики измерили, как меняется температура образцов, когда их нагревают с одного конца и охлаждают с другого. Выяснилось, что самую лучшую теплопроводность имели образцы с максимальным содержанием никеля — чистый графен не так хорошо проводит тепло. Однако этот композит оказался и наименее термостойким — при нагревании до 1500°С он «вытягивался».

Таким образом исследователи показали, что композиты с высокой долей металла уступают в прочности тем, в которых его содержание невелико. Зная эти особенности, можно создавать композиты с нужными свойствами, изменяя количественное соотношение атомов металла и углерода в структуре.

У таких материалов, отмечают ученые, есть перспективы в качестве защитных покрытий и как компонента новой гибкой электроники и литий-ионных аккумуляторов.