Инновационная разработка для высокотехнологичных отраслей
Ученые из Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН совместно с коллегами из Научного центра генетики и наук о жизни Университета Сириус, Курчатовского комплекса кристаллографии и фотоники, а также Петербургского института ядерной физики им. Б.П. Константинова представили революционную методику синтеза аэрогелей диоксида германия. Новый одноэтапный процесс позволяет создавать материалы с регулируемым углом смачивания, открывая перспективы для медицины, энергетики и каталитических систем. Результаты исследования опубликованы в авторитетном журнале Gels.
Уникальные свойства аэрогелевых структур
Трехмерные нанопористые материалы с газонаполненной структурой демонстрируют рекордное сочетание механической прочности и площади поверхности. Эти характеристики делают их идеальными кандидатами для создания эффективных катализаторов, высокоемких аккумуляторов и люминесцентных систем. Особый интерес исследователей вызывает возможность управления оптическими свойствами наночастиц, отличающимися от характеристик объемного материала.
Решение проблемы гидрофобности
Кандидат химических наук Варвара Веселова из ИОНХ РАН подчеркивает: «Наш метод исключает использование кремнийсодержащих модификаторов, сохраняя люминесцентный потенциал материала. Применение диэтилдихлорида германия в качестве ко-прекурсора позволило контролировать смачиваемость поверхности без многоступенчатых процессов».
Технология нового поколения
В основе разработки — управляемый гидролиз тетрахлорида германия с добавлением гидрофобизирующего компонента (C2H5)2GeCl2. Эксперименты подтвердили возможность точной настройки пористой структуры и размеров частиц, а также выявили яркую зеленую люминесценцию полученных образцов благодаря кислорододефицитной структуре.
Перспективы промышленного внедрения
Предложенная методика устраняет главное ограничение для коммерческого использования — нестабильность при контакте с влажным воздухом. Полученные аэрогели сохраняют свойства без дополнительных химических модификаций, что значительно снижает себестоимость производства.
Будущие направления исследований
При поддержке Российского научного фонда (грант № 22-73-10182) научный коллектив планирует модифицировать материалы редкоземельными элементами для расширения диапазона люминесцентного излучения. Это открывает новые горизонты в создании оптических систем следующего поколения.
Источник: indicator.ru
