Уникальные токопроводящие материалы, разработанные в Красноярске, позволяют мгновенно разморозить автомобильные стекла по всей площади, сохранив их полную прозрачность. Пригодятся новые технологии и при обустройстве помещений — инновационную самоклеящуюся пленку можно нанести на любое стекло в доме или офисе, превратив его в безопасный и энергоэффективный обогреватель.

Отдельная область применения — быстрая тонировка любых стеклянных поверхностей. Производство пленок новым способом обходится в разы дешевле методов литографии, которые используют при создании импортных аналогов. Об этом красноярские ученые рассказали корреспонденту газеты "Известия". 

Технология на берегу

Технические идеи часто подсказывает природа. Так, на берегу одной из алтайских рек старший научный сотрудник Красноярского научного центра Сибирского отделения РАН Станислав Хартов обратил внимание на участок рельефа необычной структуры: небольшие фрагменты суши были очерчены узкими канавками, которые образовались при высыхании на солнце. Этот природный феномен и стал прообразом самоорганизующегося шаблона, который позволил создать инновационный токопроводящий материал с минимальными затратами.

Технология этого производства такая: на пластиковую пленку наносят тонкий слой биоразлагаемого полимера, способного растворяться в воде. Далее заготовку отправляют в специальную камеру под воздействие горячего, температурой до 50 градусов, воздуха. В результате поверхностный слой деформируется, покрываясь сетью ячеек, ограниченных глубокими трещинами. Причем их размер можно изменять, варьируя параметры биоразлагаемого полимера и интенсивность теплового воздействия.

Получившийся шаблон мы называем самоорганизующимся, поскольку задаем для него лишь внешние условия, а ячейки произвольной формы он образует самостоятельно, — сообщил Станислав Хартов. — Этот способ в разы дешевле методов литографии, которые используют при создании импортных токопроводящих пленок.

«Танцующий» шаблон

Далее заготовка попадает в следующую камеру, где на нее напыляют металл, который заполняет все углубления между ячейками и оседает на их поверхности.

На этом этапе мы используем принципиально новое решение, которое активизирует шаблон — каждый его элемент во время процесса напыления начинает двигаться, что не позволяет металлическим дорожкам соединиться с теми слоями, которые покрывают ячейки, — отметил Станислав Хартов.

Такой способ нанесения металла позволяет безопасно удалить его излишки вместе с уже ненужным шаблоном на следующей стадии производства. Для этого ученые используют промывку водой, после которой на поверхности пленки остаются неповрежденные токопроводящие дорожки толщиной в два и шириной в пять микрон.

По словам разработчиков, благодаря активному шаблону им удалось в четыре раза увеличить толщину металлического слоя по сравнению с ближайшим американским аналогом, создаваемым с помощью дорогостоящего литографического шаблона. В завершение процесса производства материал покрывают прозрачным слоем одностенных углеродных нанотрубок.

Большой плюс новых пленок — их низкая себестоимость, так как в производстве не используют дорогостоящее оборудование, в частности вакуумные распылители.

Полная видимость

Одна из основных областей применения инновационных пленок — производство автомобильных стекол с функцией электроподогрева, которые обеспечивают комфортную эксплуатацию транспорта в зимнее время года.

Сейчас для этой цели применяют молибденовые нити толщиной 30–50 микрон, которые хорошо видны невооруженным глазом, — пояснил исследователь. — При использовании нашей сетки стекло остается полностью прозрачным. А также быстрее нагревается при включении системы за счет уменьшения диэлектрических промежутков между металлическими дорожками в новом материале.

Легкое затемнение

Пригодится новая технология и в области автомобильного тюнинга: речь о производстве пленки с функцией затемнения. Как и в случае с обогревом, это решение применимо также для окон жилых и офисных помещений.

Для создания такого продукта между двумя токопроводящими пленками помещают тонкий слой электрохромной композиции. В отличие от аналогичных решений, требующих замены старых стекол, новые пленки можно будет наклеивать прямо на них, что сделает тонировку более доступной для потребителей. Кроме того, новые пленки будут качественно работать при минусовых температурах.

В настоящее время разработчики успешно закончили исследовательский этап работы, создав ряд рабочих прототипов. При этом для экспериментальных целей произведено уже около 2 км прозрачной токопроводящей пленки, что позволило отладить технологию производства.

Похожие новости

  • 14/11/2016

    Ученые из Красноярска сделают алюминиевое производство более экологичным

    ​Ученые СФУ совместно с коллегами из Института химии и химической технологии СО РАН ведут исследования по созданию нового материала - автоклавного угольного пека для производства электродов. По словам технического директора РУСАЛа Виктора Манна, осуществляющего непосредственное руководство работой, внедрение "экологичного" пека на алюминиевых заводах позволит значительно улучшить состояние воздуха, достигнуть нормативных показателей по выбросам вредных веществ в окружающую среду.
    1771
  • 15/11/2016

    Красноярские ученые разработали прибор для диагностики иммунитета

    ​Ученые Научно-исследовательского института медицинских проблем Севера разработали сверхчувствительный прибор, способный оценить состояние иммунной системы пациента при различных заболеваниях.  Устройство позволит врачу быстро обнаружить ухудшение состояния больного и оперативно изменить терапию и тактику лечения.
    1446
  • 28/07/2017

    Нестоличная наука: новгородские викинги, миниатюрный лазер и нейросеть-кардиолог

    ​​Робот-разведчик, древняя птица, рентгеновская линза и другие открытия и разработки российских ученых, сделанные вне Москвы и Санкт-Петербурга. Великий Новгород Уникальное кладбище X-XI веков обнаружила экспедиция Института археологии РАН при раскопках в центре Новгорода.
    1140
  • 13/01/2017

    Лабораторные работы: ученые и инновации

    ​Ученые факультета наук о материалах и химического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова совместно с научной группой под руководством Михаэля Гретцеля (EPFL, Швейцария) определили причину, по которой органо-неорганические перовскиты формируются в виде нанонитей.
    2345
  • 24/04/2018

    Как сделать жилье более доступным и экологичным?

    ​​Дом - это что-то теплое, уютное и, на первый взгляд - очень консервативное. Но на самом деле и строительство попевает за техническим прогрессом. Как сделать жилье более доступным, дешевым, экологичным? Мы создали краткий обзор тенденций и технологий будущего, которые появляются уже сейчас.
    1010
  • 18/01/2019

    Лётные испытания российского циклолёта начнут в 2020 году

    ​Научно-технический совет Фонда перспективных исследований утвердил проект создания демонстратора беспилотного летательного аппарата вертикального взлёта и посадки с циклическими движителями, об этом сообщает пресс-служба ФПИ.
    1391
  • 01/11/2017

    Сибирские ученые изучили новый тип нанопластин для применения в медицине

    ​Ученые из Института физики имени Л. В. Киренского Красноярского федерального исследовательского центра Сибирского отделения РАН совместно с коллегами из Сибирского федерального университета впервые изучили магнитные свойства, структуру и состав новых наночастиц семейства халькогенидов (элементов 16-й группы периодической системы, к которым относятся кислород, сера, селен, теллур, полоний и ливерморий).
    1210
  • 10/04/2019

    ИСС изготовит первый спутник нового типа для ГЛОНАСС в конце текущего — начале следующего года

    ​Спутник нового типа для системы ГЛОНАСС будет изготовлен в конце текущего или начале следующего года, по мере необходимости группировка будет обновляться, сообщил заместитель генерального конструктора ИСС по развитию и инновациям ИСС АО «Информационные спутниковые системы им.
    223
  • 31/07/2018

    Разработка красноярских ученых позволит с математической точностью устранять пожары

    ​Ученые Института вычислительного моделирования Сибирского отделения Российской академии наук - обособленного подразделения Красноярского научного центра СО РАН разработали математические модели развития пожара и эвакуации для обеспечения пожарной безопасности в образовательных учреждениях Красноярского края.
    606
  • 13/04/2018

    Дилатометр измерит деформации космических материалов в вакууме

    Ученые из Института физики им. Л.В. Киренского Федерального исследовательского центра Красноярский научный центр СО РАН (ФИЦ КНЦ СО РАН) разработали измерительную ячейку для исследования свойств материалов при температурах близких к абсолютному нулю.
    672