1.4. Применение нанокомпозитов для изготовления электронных, оптоэлектронных, электрохимических, люминесцентных, сенсорных устройств и катализаторов

Полученные нанокомпозиты можно получать в виде компактного материала и пленок с толщиной 0,02÷2 мкм. Полученные нанокомпозиты имеют высокую адгезию к подложке. Пленки из углеродного нанокристаллического материала можно использовать для изготовления холодных катодов для применения в устройствах вакуумной электроники.

Ферромагнитные металлополимерные нанокомпозиты применяют для изготовления двигателей, генераторов, соленоидов, приборов для микроволновой электроники, магнитных томографов, систем хранения информации, а также в области коммуникаций, беспроводной передачи энергии.

Металлополимерные нанокомпозиты представляют интерес для развития структур новой концепции, основанной на спине в качестве носителя информации. Для скользящих электрических контактов в силовых установках электростанций для уменьшения потерь энергии требуется материал, имеющий маленький коэффициент трения и высокую проводимость. Такие технические характеристики имеют нанокомпозиты на основе меди и углеродного материала.

Актуальным является повышение безопасности человека при использовании сотового телефона. Углеродные нанокомпозиты пригодны в качестве эффективного электромагнитного экрана, который понижает электромагнитное излучение сотового телефона. Фотоиндуцированный отклик с коротким временем жизни (τ<100 фсек) в ППАН делает его перспективными для использования в оптоэлектронных устройствах с большим быстродействием (светодиоды, оптические переключатели). Для создания светодиодов могут найти применение нанокомпозиты Наноалмаз/ПАН и CdS/ПАН.

Зависимость электрохимической активности ППАН от рН среды делает углеродный нанокристаллический материал перспективным для изготовления рН-электродов, используемых в медицине, биологии и химической промышленности. Сенсорные свойства полимера на присутствие углекислого газа в атмосфере перспективны для изготовления противопожарного датчика. Для изготовления топливного элемента можно использовать нанокомпозит Cu/C в качестве катализатора реакции окисления метанола и углеродный нанокристаллический материал, который имеет стабильные химические свойства до 200 ⁰С.

2. Нанокомпозиты системы углерод-углерод

Уникальные свойства углеродного нанокомпозита, подкрепленные возможностью получения крупногабаритных изделий в промышленных масштабах, создали предпосылки для разработки и изготовления изделий медицинской техники и современного машиностроения, не имеющих аналогов в мировой практике. Свойства углеродного нанокомпозита, многократно превосходящие свойства углеродных материалов традиционной технологии, обеспечивают работоспособность как передовых конструкций новой техники – термоядерный реактор, искусственный клапан сердца – так и традиционных элементов современного машиностроения – торцевые уплотнения высокотемпературных агрессивных сред, антифрикционные вкладыши газодинамических подшипников.

2.1. Технические характеристики углеродного нанокомпозита

Показатель	Значение
Плотность	1,8 г/см3
Предел прочности при
растяжении	100 МПа
изгибе	200 МПа
сжатии	500 МПа
Микротвердость	1000 МПа
Модуль упругости	23 ГПа
Коэффициент Пуассона	0,273
Ударная вязкость	13 кДж/м2
Коэффициент термического расширения	5,5x10-6 К-1
Коэффициент теплопроводности	30 вт/м.К
Удельное электросопротивление	1,5x10-5 Ом.м
Коэффициент газопроницаемости	1x10-6 см2/с
Коэффициент распыления
протонами с энергией 10 кэв	5x10-3 атом/ион
ионами ртути с энергией 0,5 кэв	5x10-2 атом/ион
ионами аргона с энергией 10 кэв	0,28 атом/ион
Пороговая энергия
при распылении ионами ртути	110 эв
Напряженность электрического поля
при пробое в вакууме	140 кв/см
Скорость окисления на воздухе
при температуре 600°С	7,5x10-6 г/см2.мин
при температуре 900°С	5x10-4 г/см2.мин