Саратовские химики создали гибкие светящиеся полимеры

Химики из Саратова и Санкт-Петербурга смогли синтезировать «долгоживущие» светящиеся нанокристаллы в защитной оболочке. Это позволит заложить основу для собственной гибкой электроники, производства гнущихся дисплеев, носимых медицинских приборов и умной одежды. Об этом сообщила пресс-служба Российского научного фонда.

В разработке приняли участие химики из СГУ имени Чернышевского (Саратов), Санкт-Петербургского национального исследовательского Академического университета имени Жореса Алферова и университета ИТМО (Петербург). Исследование поддержано грантом РНФ и было опубликовано в Journal of Semiconductors.

В нем говорится, что химикам удалось «синтезировать стабильные люминесцентные нетканые материалы на основе полимера фторопласта и перовскитных квантовых точек», излучающих зеленый свет. Светоизлучающие частицы удалось синтезировать в сети ультратонких полимерных волокон. Это позволило получить рекордную стабильность и яркость свечения композитного материала

Сейчас во многих системах освещения используются светодиоды, а для их настройки и эффективной работы нужны материалы, преобразующие свет. Химики из Саратова и Санкт-Петербурга нашли перспективное соединение для этой задачи — перовскитные квантовые точки. Это нанокристаллы, которые излучают чистый и яркий свет. К тому же, его спектром легко можно управлять.

Однако была проблема, которую химикам пришлось решать: перовскиты были очень чувствительны к влаге и кислороду. Ученые придумали для них полимерную оболочку. Для этого была использована технология электроформования. Она позволила создавать полимерное волокно и одновременно синтезировать в нем перовскитные квантовые точки. Для основы полимера взяли стабильный фторопласт, добавив в него бромсодержащие соли цезия и свинца. Из них выращивали перовскитные нанокристаллы.

Получившуюся смесь отправили в камеру с высоким напряжением. Под его воздействием полимер приобрел форму тончайших переплетенных нитей, а диаметр перовскитных квантовых точек сформировался в пределах от четырех до четырнадцати нанометров. Получившиеся светоизлучающие кристаллы равномерно распределились по площади волокна. При облучении ультрафиолетом они испускали равномерный яркий зеленый свет, причем после двух с половиной лет хранения в лабораторных условиях он совсем не потускнел.

Кроме того, химики сделали вывод, что, меняя время от момента приготовления раствора для синтеза и до обработки напряжением, можно управлять размером получаемых квантовых точек, а также спектром испускаемого света, в пределах 507-517 нанометров. Руководитель проекта, кандидат химических наук, старший научный сотрудник СГУ имени Чернышевского Полина Демина считает, что практическое применение этих материалов возможно в реальных устройствах.

«В гибкой электронике, например, носимых на коже медицинских устройствах, в преобразователях света, используемых в осветительных приборах. В дальнейшем мы планируем расширить свечение наших материалов на весь видимый спектр. Это позволит заложить основы для создания легких гибких дисплеев для умной одежды и аксессуаров», — считает саратовский ученый.