КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 20-79-00284
НазваниеРазработка физико-технологических основ создания наногенераторов на основе флексо- и пьезоэлектрических эффектов в ориентированных углеродных нанотрубках
Руководитель Ильина Марина Владимировна, Кандидат технических наук
Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южный федеральный университет" , Ростовская обл
Конкурс №49 - Конкурс 2020 года «Проведение инициативных исследований молодыми учеными» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными
Область знания, основной код классификатора 09 - Инженерные науки; 09-704 - Микро- и наноэлектромеханические устройства
Ключевые слова нанотехнологии, наноэлектроника, наногенератор, ориентированные углеродные нанотрубки, деформация, флексоэлектрический эффект, пьезоэлектрический эффект, сканирующая зондовая микроскопия, плазмохимическое осаждение из газовой фазы
Код ГРНТИ47.09.48, 47.13.07, 47.59.39
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Стремительное развитие нанотехнологий приводит к постепенному снижению размеров и энергопотребления электронных приборов и устройств, что открывает возможности использования энергии окружающей среды в качестве источников питания таких устройств. В окружающей среде существует много источников энергии: механическая, тепловая, химическая, солнечная и ядерная энергия. При этом в отличие от остальных механическая энергия доступна практически во всех местах и в любое время: она может поступать из воздушных потоков, окружающего шума, вибрации, активности человеческого тела и т.д.
Одним из перспективных устройств, способных преобразовать механическую энергию в электрическую, является флексоэлектрический наногенератор, использующий не только пьезоэлектрические, но и флексоэлектрические свойства наноструктур. В настоящее время ведется поиск функциональных наноструктур, которые могут быть использованы для создания высокоэффективных наногенераторов. При этом под рассмотрение попадают не только наноструктуры на основе традиционных пьезоэлектрических материалов, но и наноструктуры на основе материалов, не проявляющих объемные пьезоэлектрические свойства. Особое внимание уделяется углеродным нанотрубкам (УНТ), отличающимся высокими значениями прочности и упругости, что позволяет им выдерживать значительные градиенты деформации, и при этом проявляющим пьезо- и флексоэлектрические свойства. Однако физико-технологические основы создания флексоэлектрических наногенераторов на основе УНТ на данный момент отсутствуют, что требует проведения дальнейших исследований в этом направлении.
В данном проекте впервые углеродные нанотрубки будут рассмотрены изучены как материал, способный эффективно преобразовывать наноразмерные деформации и вибрации в электрическую энергию. Научная новизна поставленной задачи заключается в установлении закономерностей влияния толщины каталитического слоя, материала подслоя, структуры массива УНТ, величины механических воздействий на величину тока и потенциала, генерируемого УНТ при их деформации; а также определении конструктивно-технологических особенностей изготовления наногенератора на основе массива ориентированных УНТ. Решение поставленной задачи позволит перейти к реализации новой научной идеи – созданию флексоэлектрических наногенераторов на основе ориентированных углеродных нанотрубок, способных преобразовывать микро- и наноразмерные деформации и вибрации, возникающие под влиянием внешней окружающей среды, в выходное напряжение до нескольких десятков вольт.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ