Высоконаполненные полимерные композиты с регулируемой 3D архитектурой на основе 2D наноразмерных углеродных частиц и других наноразмерных материалов для электрохимических накопителей энергии.

Целью проекта является получение и исследование перспективных композиционных электродных материалов определенной архитектуры на основе 2D углеродных наноструктур с высокоразвитой поверхностью и высокой электропроводностью, обладающих стабильностью при циклических электрохимических воздействиях. В качестве исходных элементов структуры будут использованы аэрогели на основе оксида графена и его восстановленной графеноподобной формы. На основе анализа зависимости структурной организации нанокомпозитов от размерных параметров исходных частиц оксида графена, плотности аэрогеля, соотношения углеродной и полимерной составляющих будут разработаны основы построения композиционных материалов с уникальной структурой взаимопроникающих фаз в виде трехмерных сеток, обладающих необходимыми свойствами для создания электродов энергонакопителей.Получение и использование аэрогеля в качестве основы композита сегрегированной структуры позволит получить непрерывную электропроводящую сеть и откроет возможности ее модификации, а способы введения полимерного связующего позволят в широком интервале варьировать свойства композитов и оптимизировать их. Будут исследованы и проанализированы несколько разных способов получения композиционных материалов, включающие: инкорпорирование полимерных частиц в аэрогель, пропитку аэрогеля раствором полимера и полимеризацию in situ на поверхности частиц аэрогеля.Для исследования будут привлечены методы рентгенофазового анализа, рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии, электронной микроскопии, рассеяния очень холодных нейтронов, диэлектрической спектроскопии, а также методы колебательной спектроскопии (ИК и КР) и термогравиметрического анализа и другие аналитические методы.