ТАСС, 28 августа. Ученые придумали, как можно выращивать токопроводящие полимерные пленки из анилина прямо на поверхности других материалов. Это позволит создавать гибкую и сверхтонкую электронику и производить новые типы наночастиц, пишет пресс-служба РХТУ имени Менделеева со ссылкой на статью в научном журнале Polymer.
"Мы локализовали реакционную зону непосредственно на поверхности подложки и провели на ней полимеризацию. Для этого мы взяли частицы силикагеля, осадили на них нерастворимый окислитель, а дальше привели их в контакт с раствором анилина. На поверхности частиц пошла полимеризация, а в объеме, где не было окислителя, процесс был подавлен", – рассказал один из авторов работы, профессор РХТУ Ярослав Межуев.
Полианилин – один из первых полимеров, которые стали известны человечеству, его открыли в середине XIX века. Он представляет собой множество цепочек, которые состоят из соединенных друг с другом молекул анилина – вещества которое применяют для производства красителей, каучуков и гербицидов.
Долгое время полианилин не вызывал особого интереса у ученых, однако в начале 1980 годов физики обнаружили, что он относительно неплохо проводит электричество, то есть его можно использовать в качестве компонента электроники. Главные недостатки полианилина заключаются в том, что он плохо растворяется в воде, не плавится и в чистом виде представляет собой порошок.
За последние два десятилетия химики придумали, как обойти эту проблему и синтезировать достаточно качественное покрытие из полианилина на поверхностях, которые проводят ток. Аналогичных методов для других материалов ученые пока не создали, поэтому использование этого полимера при производстве гибкой электроники, имплантов и других высокотехнологичных устройств ограничено.
"Пограничная" химия
Профессор Межуев и его коллеги обошли эту проблему. Они придумали, как синтезировать полианилин прямо на той поверхности, куда нужно нанести токопроводящую пленку из этого полимера. Как оказалось, этого можно добиться, если предварительно нанести на обрабатываемую поверхность тонкий слой из окислителя. Его роль в данном случае играла двуокись марганца.
Если покрыть подобную структуру раствором анилина, то молекулы окислителя будут взаимодействовать с его одиночными молекулами, в результате чего те будут соединяться в цепочки полианилина. Так как окислитель есть только на границе между обрабатываемой поверхностью и раствором, реакция будет проходить только в этой узкой прослойке. Благодаря этому будет формироваться ровная пленка из полианилина.
Как отметил ученый, подобным же образом можно производить тонкие пленки и структуры из других полимеров. Их можно будет наносить на произвольные покрытия и наночастицы, которые состоят из инертных материалов, не вступающих в реакции с мономерами, из которых синтезируется полимерное покрытие.
Благодаря этому в промышленности можно будет использовать многие полимерные материалы с интересными свойствами, которые раньше не применялись из-за сложностей, связанных с их обработкой или производством.
В ближайшее время ученые планируют нанести полианилиновое покрытие на наночастицы по схожей методике. Подобные наноструктуры будут интересны с медицинской точки зрения, так как полианилин может проводить электричество и благодаря этому будет легко присоединять к себе различные молекулы лекарств.