Самарские ученые разработали наноматериал для гибких солнечных батарей и «умной» одежды

Ученые Самарского университета изготовили опытные образцы тонких наноструктурированных полупроводниковых пленок, сообщают в пресс-службе вуза. При разработке использовались результаты исследований, полученные в рамках сотрудничества с учеными из Саудовской Аравии и Индии. Проект победил в конкурсе президентской программы РНФ. Сейчас ведется тестирование опытных образцов. 

— Ключевая цель нашего проекта — создание быстрых, высокочувствительных и гибких детекторов инфракрасного излучения на основе наноструктур дисульфида титана. Инфракрасные фотодетекторы являются важнейшей частью устройств, применяемых в системах мониторинга, медицинской спектроскопии, в оптоволоконных линиях связи, робототехнике. Интересно отметить, что фотодетекторы на основе дисульфида титана можно использовать в суровых климатических условиях в диапазоне температур окружающей среды от -180 ℃ до +180 ℃. Толщина наноструктур дисульфида титана может составлять буквально несколько атомов, что делает подобный наноматериал почти прозрачным. В перспективе на основе синтезируемых наноматериалов можно будет также создавать более дешевые, более легкие и гибкие, как ткань, солнечные элементы, что позволит закреплять их в виде полупрозрачной пленки, например, на одежду, на любые предметы со сложной, изменяемой поверхностью. Можно будет даже разработать специальную ткань, производящую электричество, для будущей «умной» одежды со встроенными электронными датчиками или гаджетами, — рассказал руководитель проекта, доцент кафедры наноинженерии Самарского университета Нишант Трипати. 

Как отметил ученый, в современных устройствах оптоэлектроники очень востребована именно гибкая конструкция инфракрасных фотодетекторов, чувствительных в максимально широком диапазоне длин волн. Это связано в том числе с массовым использованием в повседневной жизни различных «умных» устройств. Однако большинство применяемых сейчас в промышленности полупроводниковых материалов обладают рядом недостатков: фотодетекторы на его основе способны эффективно обнаруживать сигнал лишь в узкой части спектра. Кроме того, такие детекторы отличаются жесткостью конструкции и относительно медленным откликом на принимаемый сигнал, что критично для современных автоматических датчиков движения, требующих быстрого срабатывания.  

Разработанный в университете гибкий наноматериал, согласно предварительным исследованиям, будет способен эффективно детектировать излучение в широком спектральном диапазоне. Чтобы максимизировать чувствительность фотодетектора и его обнаружительную способность, а также минимизировать время отклика и восстановления, ученые добавили в материал наночастицы золота и серебра. По словам разработчиков, это не очень повлияет на конечную стоимость будущих детекторов — она будет значительно ниже, чем у аналогов. 

Фото: пресс-служба Самарского университета