Сколтех: найден единый закон сенсорного поведения нанотрубок

Исследователи Сколтеха совместно с коллегами из китайских университетов создали первую эмпирическую модель, описывающую поведение датчиков на основе углеродных нанотрубок в диапазоне от –170 до +90 °C. За внешней сложностью материала скрывается единый и элегантный физический закон. Об этом "Газете.Ru" сообщили в пресс-службе университета. Углеродные нанотрубки — цилиндрические структуры диаметром в несколько нанометров, свёрнутые из одного слоя атомов углерода. Они прочнее стали, проводят ток лучше меди и одновременно реагируют на деформацию, химические вещества и перепады температуры. Именно эта многофункциональность делает их перспективным материалом для "умных" датчиков — в авиации, медицине и робототехнике. Однако она же создает проблему. "Эта мультичувствительность — обоюдоострый меч: если материал чувствителен ко всему одновременно, трудно определить, изменение какого параметра мы зафиксировали", — пояснил Никита Гордеев, аспирант программы "Физика" Сколтеха и первый автор статьи. Команда изучила одно-, двух- и трёхфазные системы на основе нанотрубок и обнаружила, что все они подчиняются одному механизму: при криогенных температурах — прыжковому переносу заряда, при высоких — металлическому рассеянию. Суммарное поведение описывается универсальной формулой сложения сопротивлений. "Это одно из проявлений красоты природы, когда такая сложная многофазная система подчиняется столь элегантному принципу", — отметил доцент Центра фотоники Сколтеха Дмитрий Красников. По словам профессора Альберта Насибулина, директора Центра фотоники и фотонных технологий Сколтеха, волокна из нанотрубок уже стоят на пороге промышленного внедрения. Теперь, зная их поведение в экстремальных условиях — например, в авиационных конструкциях, — их можно использовать одновременно и как несущий элемент, и как встроенный датчик.