Программы СГУ соберут наноструктуры для космической электроники

Сотрудники Саратовского университета разработали три программы, которые подбирают совместимые по диаметру многостенные нанотрубки, проверяют их устойчивость и собирают в сложные сетки. Такие структуры перспективны для защиты электроники в космосе, энергетике и композитных материалах.

Многостенные углеродные нанотрубки сохраняют свойства даже при повреждении внешних слоев

Источник: Арслан Эрендженов

Ученые Саратовского национального исследовательского государственного университета имени Н.Г. Чернышевского Ольга Глухова и Павел Колесниченко получили свидетельства о регистрации трех программ для ЭВМ под общим названием «Минтака».

Это комплекс, который позволяет проектировать многостенные углеродные нанотрубки с заданными свойствами: подбирать их по диаметру и геометрии, проверять устойчивость к нагрузкам и собирать из них сложные сетки. Программы помогают виртуально создавать материалы для космической электроники и композитов. Об этом Науке Mail сообщили в пресс-службе Минобрнауки России.

Комплекс выстраивает полный цикл работы с многостенными углеродными нанотрубками: от задания параметров до сборки готовых моделей:

• Первая программа, «Минтака I», подбирает совместимые нанотрубки по диаметру и геометрии, учитывая киральность — угол сворачивания графенового листа в трубку. Этот угол определяет, будет ли нанотрубка вести себя как проводник или как полупроводник.
• Вторая программа, «Минтака II», рассчитывает оптимальную длину химической связи между атомами углерода, чтобы структура выдерживала растяжение или сжатие с минимальными энергетическими потерями.
• Третья, «Минтака III», собирает из отдельных трубок и их жгутов сложные сетки, которые удерживаются за счет слабых межмолекулярных взаимодействий.

Когда многостенные трубки объединяются в жгуты, за счет ван-дер-ваальсовых взаимодействий растут их прочность и электропроводность. Причем этот эффект выражен сильнее, чем у одностенных нанотрубок. Для прикладных задач — от композитных материалов до электроники — именно такие структуры оказываются более перспективными

Павел Колесниченко

ассистент кафедры радиотехники и электродинамики СГУ

Многостенные нанотрубки устойчивее одностенных: даже при разрушении внешнего слоя внутренние продолжают работать. Это делает их идеальными для космической электроники, где материалы подвергаются радиации, перепадам температур и микрометеоритным ударам. Комплекс «Минтака» позволяет виртуально тестировать такие структуры, сокращая дорогостоящие эксперименты. Разработку можно использовать также в энергетике (электроды аккумуляторов, суперконденсаторы), электронике (гибкие проводники), композитных материалах, фильтрации и сенсорике.

Ранее Наука Mail писала о том, что пермские ученые нашли способ повысить надежность электроники.