Специалисты-химики РАН, Курчатовского института и Университета Сириус разработали новый метод получения гидрофобных аэрогелей диоксида германия, что призвано облегчить производство химических катализаторов, современных аккумуляторов и светящихся веществ. Об этом сообщили в пресс-службе Минобрнауки РФ.
«Синтезированный аэрогель обладает улучшенными механическими характеристиками и может быть использован для создания новых высокотехнологичных люминофоров, анодных элементов в литий-ионных аккумуляторах высокой емкости, а также в качестве носителей катализаторов», — отметили в пресс-службе.
Аэрогели — класс материалов, представляющих собой гель, в котором жидкая фаза полностью замещена газообразной. Объемные высокопористые материалы, сформированные 3D-каркасом из наночастиц, обладают высокой площадью поверхности и высокой прочностью, что делает их особо привлекательными для создания катализаторов, позволяет увеличить циклическую стабильность и ускорить диффузию ионов лития в литий-ионных аккумуляторах.
Как рассказала член авторского коллектива, научный сотрудник ИОНХ РАН Варвара Веселова, при обычном производстве аэрогеля на его поверхности неизбежно остаются гидроксильные группы (-ОН). Эти группы реагируют с влагой воздуха, что приводит к постепенному ухудшению свойств материала. Чтобы аэрогель сохранял полезные свойства как можно дольше, его нужно сделать гидрофобным, то есть изменить поверхность наночастиц так, чтобы они не взаимодействовали с водой.
«Нам удалось разработать метод, который осуществляется всего в одну стадию, используя дешевый и стабильный тетрахлорид германия в качестве основного прекурсора. Мы вводим в систему небольшое количество со-прекурсора, диэтилдихлорида германия, что позволяет направленно контролировать угол смачивания, т. е. можно управлять способностью отталкивать воду. Кроме того, мы смогли избежать введения в систему соединений кремния, которые часто используются для гидрофобизации, но могли бы негативно повлиять на люминесцентные свойства материала», — рассказала Веселова.
В работе участвовали сотрудники Института общей и неорганической химии им. Н. С. Курнакова РАН, Научного центра генетики и наук о жизни Университета Сириус, Курчатовского комплекса кристаллографии и фотоники НИЦ «Курчатовский институт» и Петербургского института ядерной физики им. Б. П. Константинова НИЦ «Курчатовский институт». Работа поддержана Российским научным фондом.
