В Назарбаев Университете разработали новый метод синтеза проводящих полимеров

Совместная научная работа профессоров и студентов Назарбаев Унивреситета (NU) опубликована в самом престижном и наиболее цитируемом журнале в области материаловедения – Advanced Materials.

Мировой рынок проводящих полимеров к 2026 году оценивается в 7,4 млрд долларов согласно данным Глобального анализа возможностей и отраслевого прогноза. Человечество переходит на более легкие, высокопроизводительные и в то же время недорогие продукты, что стимулирует рост мирового рынка проводящих полимеров. Такие виды пластмасс сохраняют форму, гибкость, отличаются химической стойкостью и прочностью.

Разработка складных телефонов и гибких экранов, а также других передовых технологий, таких как виртуальная реальность (VR), дополненная реальность (AR), Интернет вещей (IoT) и искусственный интеллект (AI), как ожидается, повлияет на тенденции в отрасли и простимулирует рост рынка проводящих полимеров в ближайшие десятилетия. 

"Благодаря потенциально огромному мировому рынку проводящих полимеров, например, политиофена, и отходному источнику серы (молекулы тиофена) из нефти в Казахстане наша страна может поставлять проводящие полимеры на мировой рынок. Разработанная нами технология потенциально повлияет на развитие в Казахстане полимерных солнечных батарей, полимерных конденсаторов, биосенсоров и радиолокационной защиты для военных целей", – сообщил Ассоциированный профессор NU, заведующий лабораторией новых материалов и систем солнечной энергетики National Laboratory Astana Нуршат Нуражи.

Фото: NU

Исследовательская группа профессора NU Нуршат Нуражи совместно с ассистент профессорами NU Салимгереем Адиловым и Три Фам, а также профессором Рафаэлем Луке из Университета Кордовы (Испания) успешно разработала стратегический метод синтеза проводящих полимеров и их композитов. Результаты проекта опубликованы в престижном журнале в области материаловедения Advanced Materials с текущим импакт-фактором 32,08.

Кроме того, ученым NU удалось задокументировать комплексный подход для создания 2D и 3D материалов. Они представили простой и масштабируемый синтетический протокол для создания таких полимеров, который и был описан подробно в научном журнале. 

В течение десятилетий были разработаны различные способы получения наноструктур из проводящих полимеров, но все они считаются сложными или дорогостоящими. 

Фото: NU

"Разработанная нами технология представляет собой метод быстрого синтеза, который упрощает процесс и является экологически чистой технологией. Кроме того, она способна снизить стоимость изготовления. Двумерные проводящие полимерные листы обладают самой высокой электропроводностью благодаря двумерной природе и графеноподобной структуре, поэтому электропроводность полимера может быть потенциально еще больше увеличена. В данном исследовании мы получили самую высокую электропроводность (219 С/см) для полипиррольного полимера".Профессор Нуршат Нуражи

В данном исследовании разработан новый стратегический метод производства для синтеза проводящих полимерных материалов от 0D, 2D до 3D структур и их композитов. Они применяются в различных направлениях. Например, тонкие пленки 2D проводящих полимеров используются в полимерных солнечных батареях, сенсорах и как электромагнитная защита, но, как правило, их производство обходится дорого. 3D-структуры и композиты из проводящих полимеров применяются как в солнечных батареях, так и в медицине, а также в области хранения энергии.

Новая методика превосходит существующие и может быть использована для синтеза других проводящих полимеров и их производных. 

"Это передовая исследовательская работа с потенциальным промышленным внедрением. Однако эти исследования находятся на ранней стадии, и мы все еще работаем над этим проектом. Пока у нас нет никакого соглашения, но мы открыты для сотрудничества".Профессор Нуршат Нуражи

Исследование было проведено на грант Министерства образования и науки РК (сейчас МВОН) и грант Faculty Development Competitive Research Grant Назарбаев Университета. Магистранты, докторанты и профессора NU SEDS и NU SSH внесли огромный вклад в данный проект.  А это означает, что в будущем они сами могут начать свои собственные проекты или возглавить исследовательскую группу.

Партнерский материал