Возможно, проводящие пластиковые волокна толщиной всего в несколько нанометров, смогут составить конкуренцию даже пресловутым углеродным нанотрубкам.

Взгляд художника: проводящие супрамолекулярные волокна между золотыми электродами. Каждое из них состоит из нескольких коротких нитей
Реальный снимок волокна, сделанный атомным силовым микроскопом. Отдельные молекулы видны, как крошечные горошины или гранулы

Авторы разработки — группа французских ученых под руководством профессора Николя Гвизеппоне (Nicolas Giuseppone) — не только сумели получить и провести первые исследования свойств таких волокон, но и успели подать заявку на патент. Главное преимущество пластиковых волокон в сравнении с обычными углеродными нанотрубками — их дешевизна и простота в обращении. При этом электропроводящие свойства полученного материала сравнимы с электропроводностью металлов. Но он сохраняет и важные характеристики органического полимера: легкость и гибкость.

Впервые такие пластиковые нановолокна авторы получили еще два года назад, использовав модифицированные молекулы триалиламинов (эти синтетические вещества производятся промышленно и используются, например, в копировальных устройствах). И вот недавно обнаружилось, что полученные французами молекулы в растворе и под облучением проявили свойства самосборки, спонтанно организуясь в упорядоченные структуры — волокна несколько нанометров в диаметре и несколько сотен в длину. Каждая из них представляет собой огромный супрамолекулярный комплекс, включающий многие тысячи отдельных молекул.

Затем исследователи достаточно детально изучили электрические свойства этих волокон. Был поставлен, в частности, такой поучительный эксперимент. В раствор триалиламинов помещались электроды из золота, разделенные расстоянием в 100 нм, после чего на них подавался ток. Стимулированные обычным светом, молекулы в растворе спонтанно образовывали волокно, протягивавшееся между электродами.

Волокно это оказалось легким и гибким, как какой-нибудь органический полимер, — но при этом способным переносить впечатляющую плотность тока, свыше 2*106 А/см2, то есть не хуже, чем чистый медный провод. Вдобавок, и сопротивление его было сравнимо с сопротивлением металлов, в десятки тысяч раз ниже, чем это обычно для органических полимеров.

Все эти особенности делают наноразмерные пластиковые волокна, действительно, весьма многообещающим материалом для электроники нового поколения, миниатюризация которой достигнет уже нанометровой шкалы. Дело за следующим этапом работы, на котором ученые планируют продемонстрировать возможности интеграции этих пластиковых волокон в различные электронные компоненты — гибкие экраны, панели солнечных батарей и т. д.

По пресс-релизу CNRS