Новые полимерно-неорганические «умные» материалы на основе наночастиц диоксида ванадия с широким диапазоном характеристик фазового перехода полупроводник-металл

В ходе выполнения проекта был получен большой объем экспериментального материала относительно получения наночастиц диоксида ванадия различных морфологических типов (размера, формы и кристаллографического строения). Установлены закономерности и концентрационные пределы образования каждого морфологического типа. Показана возможность получения различных кристаллических фаз диоксида ванадия безприменения сложных энергозатратных методик. В качестве полимерной составляющей объемных композитных материалов протестированы полианилин, полистиролсульфонат, полиимид, полиэтилен и полиэтиленгликоль. Показано, что оптимальные характеристики демонстрируют ПАНИ (проводящий полимер) и ПЭГ (непроводящий полимер). Разработаны и оптимизированы методики модификации поверхности наночастиц диоксида ванадия ПАНИ, методикиполучения композитов на основе ПЭГ методами литья, плавки и горячего прессования. Продемонстрирована возможность управления температурой фазового перехода за счет варьирования состава композита. Показано, что синтезированная нами фаза В демонстрирует высокие значения емкости при тестировании в литий-ионных батареях. Апробация полученных материалов в виде термодатчиков продемонстрировала зависимость характеристик материала от состава композита. В качестве полимерной составляющий покрытий протестированы полиметилметакрилат и промышленный силикон. Разработаны методики модификации поверхности наночастиц диоксида ванадия производными акриловой кислоты (для обеспечения равномерного распределения в органическом стекле) и диоксидом олова (для маскировки черного цвета порошка). Показано значительное снижение температуры модельных комнаты и дома при использовании коммерческого силикона в качестве связующего и диоксида ванадия фазы М. Серый цвет и стоимость полученного композита позволяет рекомендовать его для промышленного строительства. Показана возможность создания и применения суспензии наночастиц фазы М на поверхности стекла с образованием лакового покрытия. Впервые изучены магнитные свойства А, В и М фаз диоксида ванадия. На основанииизучения магнитных, электрических, оптических и электрохимических свойств показано, что модификация поверхности наночастиц диоксида ванадия полианилином и сплавление их с ПЭГ улучшает те свойства, для которых важно зарядовое упорядочение и расположение частиц друг относительно друга, что позволяет регулировать температуру фазового перехода за счет изменения состава композита.