Аннотация результатов, полученных в 2024 году
1) Были разработаны жидкометаллические композиты в виде паст на основе жидких металлов (EGaIn) для создания гибких источников и накопителей энергии. Физико-химические свойства полученных материалов были изучены с помощью различных методов, включая СЭМ, ЭДС, РФА и др. Сканирующая электронная спектроскопия, показала, что все пасты обладают относительно однородной структурой (равномерное распределение частиц в жидкометаллической матрице). Методом энергодисперсионного продемонстрировано равномерное распределение элементов внутри жидкого металла. Реологические анализ показал, что пасты имеют неньютоновское поведение, хорошую вязкость и обладают свойством псевдопластичности. 2) Результаты первичного моделирования показали, что приемлемая концентрация включения составляет до 10 мас.%, что в целом коррелирует с результатами зависимости удельного сопротивления от массовой концентрации допанта. 3) Был разработан универсальный способ бестемплатного синтеза пористых материалов на основе металлов и металлоидов с использование жидких металлов (эмульсии NaK-78). Были получены полые наноструктурированные материалы с регулируемой пористостью, морфологией и составом 4) Экспериментально доказана возможность использования полученных материалов на основе олова и сурьмы в качестве активных компонентов анодов в металл-ионных аккумуляторах.

Аннотация результатов, полученных в 2025 году
В 2025 году в рамках проекта были получены значимые научные результаты, охватывающие полный цикл создания новых жидкометаллических и композитных материалов - от синтеза и характеризации до разработки гибких элементов хранения и генерации энергии. Работы включали исследования жидкометаллических паст, синтез функциональных частиц, инженерную реализацию гибких аккумуляторов и трибоэлектрических генераторов, а также освоение новых подходов к получению пористых магнитных материалов на основе жидких металлов. Были разработаны и протестированы несколько классов анодных материалов на основе жидких металлов и композитов. В серии жидкометаллических паст GaIn, модифицированных порошками Si, Ge, Bi и Sb, исследованы электрохимические характеристики в Li-, Na- и K-ионных полуячейках. Показано, что пасты на основе Si и Ge демонстрируют воспроизводимое поведение и более высокие значения удельной емкости в литиевых системах, чем на основе Bi и Sb в натриевых. Анализ морфологии отработанных электродов позволил установить ключевые особенности фазообразования и поведения анодов в зависимости от состава композита. Параллельно была разработана новая серия анодных материалов на основе частиц GaBi, полученных методом гальванического замещения на жидком металле GaIn. Получены морфологии с гладкой и развитой 2D-поверхностью, обладающие высокой однородностью и контролируемым составом. При тестировании в Na- и K-полуячеках GaBi-материалы показали высокие стартовые емкости (до 676 мА·ч/г для Na-систем) и стабильность при умеренных токах, что подтверждает перспективность структур Bi-содержащих сплавов как анодов конверсионного типа. Совокупность результатов позволила сформировать фундаментальные критерии выбора жидкометаллических и гибридных анодов для гибких аккумуляторов. На основе выводов, сделанных при тестировании материалов в получейках, был продуман дизайн гибкого аккумулятора на подложке из полидиметилсилоксана. Были созданы новые токосъемники на основе композитов Ag–EGaIn–SBR и CB–SBR, обеспечивающие высокую проводимость и стабильную адгезию к эластомерной подложке. Анодный слой формировался из жидкометаллической пасты GaIn-C-SBR с оптимизированной реологией, а катод - из композита Ag₂O-CB-SBR. Применена полностью трафаретная технология нанесения, совместимая с гибкой электроникой. Полученный прототип продемонстрировал стабильную работу после заливки гидрогеля-электролита, устойчивость к многократным изгибам и воспроизводимые заряд-разрядные характеристики. Архитектура устройства подтвердила возможность использования жидких металлов в реальных гибких энергоустройствах, обеспечив интеграцию жидкометаллических анодов без снижения механической надежности. Параллельно разработан новый композитный материал на основе жидкого металла EGaIn, модифицированного медным порошком, и эластомером (полидиметилсилоксаном). Полученный материал обладает стабильной реологией, равномерным распределением частиц и высокой совместимостью с гибкими подложками. На его основе были созданы четыре конфигурации трибоэлектрических наногенераторов в режиме вертикально контактного разделения. Лучшая конструкция - с лазерным паттерном поверхности продемонстрировала высокую выходную мощность и напряжение. Устройство успешно интегрировано с системой накопления энергии и показало эффективную зарядку конденсаторов, что подтверждает его применимость в автономных гибких энергосистемах. Результаты демонстрируют значительный потенциал инженерии жидкометаллических композитов для создания гибких генераторов механической энергии. В области химии жидких металлов разработан универсальный одноэтапный подход к синтезу пористых многофазных магнитных материалов на основе FeCo, FeNi и CoNi при комнатной температуре с использованием жидкого сплава NaK как восстановителя и порообразующего агента. Метод позволяет получать аморфно-кристаллические структуры с высокой удельной поверхностью и контролируемым фазовым составом. Материалы продемонстрировали выраженные магнитные свойства и высокую каталитическую активность в реакции выделения кислорода (OER), сопоставимую и в ряде случаев превосходящую активность эталонных катализаторов на основе благородных металлов. Метод сочетает мягкие условия, регенерацию растворителей и высокий потенциал масштабирования, что делает его перспективной платформой для получения функциональных материалов нового поколения. Проведенные исследования позволили не только реализовать ключевые этапы проекта, но и получить фундаментально значимые знания о химии и функциональных свойствах жидких металлов. Были созданы новые материалы и устройства - от гибкого аккумулятора и трибоэлектрического генератора до универсальных пористых магнитных катализаторов. Полученные результаты формируют научную основу для дальнейшего развития гибких энергетических технологий и демонстрируют высокий потенциал жидкометаллических систем в современной материаловедческой и энергетической науках.