Ученые ТПУ нашли способ управлять электрическими свойствами графена с помощью воды
Результаты работы в будущем могут лечь в основу создания новых видов сенсорных и нейроморфных устройств.
При взаимодействии с водой наноразмерные материалы могут радикально менять свои электронные свойства (перенос заряда, образование локальных полей, появление ферроэлектрического отклика и многое другое). До конца ее влияние на такие материалы не изучено.
Ученые ТПУ совместно с коллегами провели серию экспериментов с однослойными и многослойными графеновыми наноразмерными материалами на подложках из нитрида бора. Из них изготавливали полевой транзистор, их помещали во влажную среду (22-26 % относительной влажности) минимум на 30 минут и далее измеряли передаточные характеристики при температурах от 120 до 400 градусов Кельвина. Исследования проходили в двух средах – в вакууме и при контролируемой влажности воздуха.
«Коллективная динамика воды может стабилизировать ферроэлектрический эффект за счет образования водных кластеров, связанных межмолекулярными кулоновыми связями. Она позволяет наноразмерным материалам выдерживать сильные электрические поля и сохранять поляризацию. Наши эксперименты с откачкой и повторной "активацией" водой графеновых материалов показали, что десорбция снижает ферроэлектрический отклик, а повторное увеличение влажности восстанавливает этот эффект. Таким образом, вода может выступать как переключатель дипольного поля под управлением внешнего поля и температуры», — отмечает автор-корреспондент исследования, профессор Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий ТПУ Рауль Родригес.
Результаты исследования ученых показали, что многослойные графеновые наноматериалы удерживают водяной диполь до одного часа дольше, чем однослойные. При этом у однослойных материалов ферроэлектрический отклик зависит от температуры — при ее увеличении поляризация снижается. А многослойные графеновые наноматериалы сохраняют ферроэлектрический отклик даже при высокой температуре.
«Важно отметить, что не просто наличие воды, а именно коллективное поведение водяных молекул на краях графеновых наноразмерных материалов управляет ферроэлектрическим эффектом. В многослойной системе кластеры воды образуют устойчивую связь, которая стабилизирует поляризацию и создает устойчивое электромагнитное поле. В однослойной системе такие связи практически отсутствуют, поэтому ферроэлектрический эффект менее устойчив к температурным колебаниям. Понимание этих процессов может лечь в основу создания новых типов водных переключателей для сенсорных устройств и нейроморфных вычислений», — добавляет ученый.
В исследовании приняли участие ученые научной группы TERS-Team Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий Томского политеха, Университет Леобена (Австрия), Белградского университета (Сербия), Манчестерского университета (Великобритания), Венского технического университета (Австрия) и Национального института материаловедения (Япония).
15:30, 6 Февраля 26
НПФ «Логика» поддержала чемпионат «Профессионалы»
дальше..
|
 |
15:25, 6 Февраля 26
 Эн+ построит в Приангарье новую тепловую электростанцию мощностью 690 МВт
дальше..
|
|
15:23, 6 Февраля 26
 «Россети Московский регион» обеспечили новыми мощностями развивающиеся предприятия Подмосковья
дальше..
|
|
14:07, 6 Февраля 26
 Потребление газа в России ежедневно обновляет февральские суточные максимумы
дальше..
|
|
13:56, 6 Февраля 26
 Европа израсходовала 90% запасов закачанного в ПХГ газа
дальше..
|
|
13:44, 6 Февраля 26
 «Роснефть» в 2025 году получила 77 патентов на инновационные изобретения
дальше..
|
|
13:39, 6 Февраля 26
 Школьники из атомных городов России получат поддержку на реализацию своих бизнес-проектов
дальше..
|
|
12:23, 6 Февраля 26
 КазМунайГаз и CNPC «сверили часы» по ключевым направлениям партнерства в Казахстане
дальше..
|
|
12:20, 6 Февраля 26
 ТГК-1 вошла в число лидеров по объему раскрываемых данных о платежной дисциплине
дальше..
|
|
12:04, 6 Февраля 26
 В столице Эквадора обсудили будущее энергетического перехода в Латинской Америке
дальше..
|
|
11:58, 6 Февраля 26
 Turkish Airlines увеличивает количество грузовых рейсов через аэропорт Алматы
дальше..
|
|
11:52, 6 Февраля 26
 ВТИ внедряет инновационный смеситель на Кармановской ГРЭС в Башкирии
дальше..
|
|
11:46, 6 Февраля 26
 Эксперты РусГидро представили новый кейс для школьников в рамках проекта «Сириуса»
дальше..
|
|
11:44, 6 Февраля 26
 «Мособлэнерго» отремонтировало кабельную ЛЭП в Орехово-Зуево
дальше..
|
|
11:19, 6 Февраля 26
 ДГК направит почти миллиард рублей на ремонт ТЭЦ в Комсомольске-на-Амуре
дальше..
|
|
11:08, 6 Февраля 26
 «Транснефть – Верхняя Волга» провела серию испытаний на подводных переходах магистральных трубопроводов
дальше..
|
|
10:59, 6 Февраля 26
 Биробиджанская ТЭЦ вывела в текущий ремонт котел №4
дальше..
|
|
10:56, 6 Февраля 26
 Ученые ТПУ: глинистые минералы «консервируют» природный метан и сдерживают глобальное потепление
дальше..
|
|
10:48, 6 Февраля 26
 ЕВРАЗ вложил 400 млн рублей в экологический мониторинг на Урале
дальше..
|
|
10:41, 6 Февраля 26
 Строительная готовность расширяемой части Партизанской ГРЭС достигла 65%
дальше..
|
|
10:04, 6 Февраля 26
 «Швабе» к 2030 году удвоит выпуск германиевых пластин для солнечных батарей
дальше..
|
|
08:38, 6 Февраля 26
 Крупнейшее золоторудное месторождение России получило 15 МВт мощности
дальше..
|
|
08:30, 6 Февраля 26
 Добыча нефти на месторождении Дунга в Казахстане выросла на 7,5% в 2025 году
дальше..
|
|
08:24, 6 Февраля 26
 «Транснефть – Западная Сибирь» реконструировала магистральный нефтепродуктопровод Омск – Сокур
дальше..
|
|
07:46, 6 Февраля 26
 Учёные разработали технологию утилизации буровых шламов с получением техногенного грунта
дальше..
|
|
07:29, 6 Февраля 26
 Южно-Якутская ТЭС переходит к этапу монтажа основного генерирующего оборудования
дальше..
|
|
07:13, 6 Февраля 26
 Ученый Топливного дивизиона «Росатома» удостоен премии Президента России в области науки и инноваций
дальше..
|
|
07:10, 6 Февраля 26
 Сетевой газ впервые придет на юго-запад Тверской области
дальше..
|
|
07:07, 6 Февраля 26
 «Росатом» примет участие в мероприятиях «Форума будущих технологий - 2026»
дальше..
|
|
06:46, 6 Февраля 26
 На ледокольный буксир «Нарвская застава» погрузили главные двигатели
дальше..
|
|
06:27, 6 Февраля 26
 Испытательная лаборатория нефти ЛПДС «Лопатино» в Самарской области расширила область аккредитации
дальше..
|
|
06:11, 6 Февраля 26
 В Брянской области сетевой газ пришел в деревню Рудня
дальше..
|
|
06:08, 6 Февраля 26
 «Росатом» поддержал XIII Общероссийский фестиваль природы «Первозданная Россия»
дальше..
|
|
05:59, 6 Февраля 26
 «РИР Энерго» обновляет изоляцию теплосетей в Курске
дальше..
|
|
05:54, 6 Февраля 26
 ФАС подозревает участников топливного рынка в картельном сговоре
дальше..
|
|
04:59, 6 Февраля 26
 В День российской науки для гостей музея «Атом» на ВДНХ запланирована специальная программа
дальше..
|
|
04:57, 6 Февраля 26
 «Северсталь» определила ключевые инвестпроекты 2026 года на площадке Череповецкого меткомбината
дальше..
|
|
04:44, 6 Февраля 26
 «Оренбургнефтеотдача» модернизирует инфраструктуру на Пашкинском месторождении
дальше..
|
|
04:41, 6 Февраля 26
 В Нижегородской области газифицированы три деревни
дальше..
|
|
04:38, 6 Февраля 26
 Жигулевская ГЭС выработала в 2025 году более 10 млрд кВт·ч электроэнергии
дальше..
|
|
04:20, 6 Февраля 26
 «Орелэнерго» обеспечило электроснабжение 15 новых медицинских учреждений
дальше..
|
|
04:14, 6 Февраля 26
 Забайкальский госуниверситет откроет филиал в «урановой столице» России
дальше..
|
|
04:08, 6 Февраля 26
 СИБУР формирует операционный блок катализаторной фабрики в Казани
дальше..
|
|
04:05, 6 Февраля 26
 В Краснодарском крае подключено к газу первое домовладение в станице Плоская
дальше..
|
|
03:56, 6 Февраля 26
 На Киришской ГРЭС смонтировано маслонаполненное оборудование турбины
дальше..
|
|
03:47, 6 Февраля 26
 «Газпром» трижды обновил февральский рекорд суточных поставок газа из Единой системы газоснабжения
дальше..
|
|
|
|
Ученые Томского политехнического университета в составе международной научной коллаборации провели исследования и экспериментально показали, что вода на краях графеновых нанолент может менять электрические свойства таких устройств.