Углерод-полимерные композитные чернила на основе углеродных наноструктур и термо-, хемостойкого полимера

Объект исследования: тонкопленочные нагреватели на основе композита из несопряженного полимера и графена. Цель исследования: разработка полимерных композитов на основе сочетания термо- и хемостойкого полигетероарилена в сочетании с углеродными наноструктурами для гибких тонкопленочных резистивных элементов. Актуальность исследования обусловлена тем, что композиты на основе производных углерода являются идеальными материалами для компонентов электрического нагрева (Э-нагрева) благодаря их легкому весу, способности к быстрому нагреву и простоте обработки для масштабирования. Разработки в этом направлении подтверждается потребностями промышленности в создании новых композиционных материалов и развития инновационных отечественных технологий изготовления Э-нагревателей. В ходе выполнения НИР изучен технологический подход к созданию органического тонкопленочного электрического нагревателя на основе нового полимерного композита и коммерческого порошка графена фирмы ООО Русграфен. Использованы 3 вида нанопластин графена RG-P1, RG-S1, RG-L1. В результате исследования впервые были получены следующие научные результаты: - отработаны технологии создания тонкопленочных нагревателей печатными методами из полимер-графеновых чернил. - по равномерности нагрева наиболее подходящим является композит на основе полигетероарилена и RG-P1. Худший результат показал композит на основе RG-L1. - тонкопленочные композиты характеризуются быстрым временем нагрева: на основе RG-S1 (80°С) ~ 60 с, RG-P1 (100°С) ~ 20 с. - эффективность преобразования электронного нагрева композита на основе RG-S1 равно 11 мВт/℃, RG-P1 ~ 18 мВт/℃. Разрабатываемый нами полимерный композит позволит существенно ускорить и упросить разработку новых отечественных эффективных нагревательных элементов. Прогнозируемое направление применения: - нагревательный элемент для Литий-ионных батарей для быстрого восстановления их энергоемкости в условиях холодной погоды; - резистивный компонент электронной базы для гибкой печатной электроники; - быстрый резистивный тонкопленочный нагреватель для борьбы с обледенением; - легкий тонкопленочный экран от электромагнитных помех.