Створення нових систем на основі вуглецевих наноматеріалів для енергетики

Номер роботи - M 31 НАГОРОДЖЕНА

Представлено  Інститутом  металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України.

Автори: Кір’ян І.М.,к.ф.-м.н., Михайлова Г.Ю., к.ф.-м.н.

Вивчення локальної структури аморфних та невпорядкованих вуглецевих наноматеріалів з визначенням кількісних характеристик їх топологічного порядку, з’ясування механізмів зміни властивостей вуглецевих нанотрубок (ВНТ) і систем на їх основі в результаті квантово-розмірних ефектів, транспорту електронів крізь графеновий шар та радіаційного опромінення та їх синтез є актуальною задачею сучасної фізики та матеріалознавства.

 Авторами показано, що при використанні в якості робочого середовища пропан-бутану та ацетилену синтезовано матеріал, який є типовим глобулярним аморфним вуглецем з графітоподібним типом ближнього порядку. Проведено аналіз розташування атомів в модельних конфігураціях, отриманих оберненим методом Монте-Карло (ОМК), з визначенням кількісних характеристик локального порядку методом Вороного-Делоне. За допомогою методу ОМК проведена реконструкція структурного переходу в фулеренах С₆₀ від кристалічного до аморфного стану в процесі високотемпературних відпалів і механоактиваційної обробки та встановлені характеристики середнього топологічного порядку в розташуванні атомів.

Створено перспективні наносистеми для потреб електротехніки та енергетики на основі вуглецевих наноматеріалів, зокрема, вуглецевих нанотрубок (ВНТ) у діапазоні концентрацій від 0 до 100 ваг. %. Отримані композити мають високі електричні та механічні характеристики, що забезпечує достатній рівень міцності та одночасно невелику вагу виробів. Встановлено, що радіаційне опромінення може бути технологічним інструментом для модифікації вуглецевих наноматеріалів. Показано, що розроблені наноматеріали з використанням модифікованих ВНТ є ефективними перетворювачами сонячної енергії в електричну і можуть використовуватися в екологічно-чистій альтернативній енергетиці. 

Кількість публікацій: 40, в т.ч. за тематикою роботи 27 статей (14 – у зарубіжних виданнях), 21 тези доповідей. Загальна кількість посилань на публікації авторів складає 20 (згідно базі даних SCOPUS), h-індекс = 3. Отримано патент України на корисну модель.