Спосіб підвищення електричної провідності нематичного рідкого кристалу шляхом внесення в нього наночастинок суперіонного провідника

Реферат: Спосіб підвищення електричної провідності композита на основі нематичного рідкого кристалу. В гомогенний нематичний рідкий кристал вносять наночастинки суперінного провідника, внаслідок чого отриманий композит на основі рідкого кристалу має електричну провідність, яка перевищує електричну провідність вихідного рідкого кристалу без наночастинок більш ніж на порядок. UA 106745 U (12) UA 106745 U UA 106745 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до таких областей приладобудування як космічна техніка, інтегральна мікроелектроніка, біомедична електроніка, зокрема до пристроїв для виробництва електричної енергії і може знайти застосування в різних промислових виробництвах, які потребують нових та ефективних джерел енергії. Спосіб полягає у розробці технології підвищення електричної провідності рідких кристалів (РК) для застосування у ролі функціональних елементів пристроїв для виробництва електричної енергії. Відоме існування великої кількості способів підвищення іонної провідності рідких кристалів [1, 2]. До основних способів можна віднести такі як введення окремого типу наночастинок або принаймні двох типів наночастинок, які відрізняються за своїми властивостями [1, 2]. Найбільш близьким до запропонованого є спосіб введення одного типу наночастинок, який описаний в [1]. Недоліком його є те, що він не приводить до суттєвого підвищення іонної провідності рідкого кристалу. Задача корисної моделі полягає у отриманні за допомогою введення певного типу наночастинок такого композита на основі РК, який мав би вищу електричну провідність у порівнянні з РК без наночастинок. Поставлена задача вирішується таким чином, що запропоновано спосіб одержання композита на основі нематичного РК, який має вищу електричну провідність у порівнянні з РК без наночастинок і який відрізняється тим, що в гомогенний нематичний РК вносять наночастинки суперіонного провідника, внаслідок чого отриманий композит на основі РК має електричну провідність, яка перевищує електричну провідність вихідного РК без наночастинок більш, ніж на порядок. Запропонований спосіб одержання композита на основі нематичного РК у порівнянні зі способом-прототипом, передбачає введення у нематичний РК наночастинок суперіонного провідника, а його перевагою є збільшення більш ніж на порядок, електричної провідності у порівнянні з РК без наночастинок. Спосіб здійснюється наступним чином: гомогенний нематичний рідкий кристал (РК) 6СВ та попередньо підготовлений композит, який являє собою нематичний РК з внесеними в нього суперіонними наночастинками Cu6PS5I, розміщають у спеціальних комірках і з використанням осцилоскопічного методу вимірюють компоненти комплексної діелектричної проникності. Потім на основі уявної частини діелектричної проникності розраховують частотні залежності електричної провідності. На Фіг. 1 наведено частотну залежність провідності зразка 6СВ+0.1 мг/мл Cu6PS5I при температурі 293 К. Наявність високої електричної провідності композита (Фіг. 1, крива 2) у порівнянні з провідністю РКДП без наночастинок (Фіг. 1, крива 1) свідчить про її підсиленням шляхом введення наночастинок. Залежність електричної провідності рідкого кристалу 6СВ від концентрації наночастинок Cu6PS5I наведено на Фіг. 2. Видно, що зі збільшенням концентрації наночастинок Cu6PS5I електрична провідність композиту нелінійно збільшується. Приклад. Нематичний рідкий кристал 6СВ з наночастинками Cu6PS5I досліджувався у комірках типу сендвіча з прозорими ІТО електродами. На електроди був нанесений шар полімеру і відповідним чином оброблений для створення планарної орієнтації молекул РК. Концентрація наночастинок з формою, близькою до сферичної, з середнім розміром 35 нм у рідкому кристалі складала 0.01, 0.05 та 0.1 мг/мл. Товщина комірок складала 10 мкм. Заповнення комірки РК відбувалось капілярним способом при температурі, вищій на 5-10 °C від температури фазового -16 переходу нематик-ізотроп. Діелектричні властивості вивчалися в діапазоні частот 10 10 Гц при температурі 293 K з використанням осцилоскопічного метода [3]. Використання композитів на основі РК з суперіонними наночастинками, які мають високу електричну провідність, дає можливість застосовувати їх в різних промислових виробництвах пристроях для виробництва електричної енергії, дозволяє покращити їх характеристики, оскільки забезпечується їх висока технологічність та простота виготовлення. Планується використання композитів на основі РК з суперіонними наночастинками в лабораторіях Ужгородського національного університету при виконанні фундаментальних досліджень нових матеріалів для використання у пристроях для виробництва електричної енергії. Джерела інформації: 1. A. Koval'chuk, L. Dolgov, and О. Yaroshchuk, Dielectric studies of dispersions of carbon nanotubes in liquid crystals 5CB // Semiconductor Physics, Quantum Electronics & Optoelectronics, 11(4), p. 337-341 (2008). - прототип. 2. K.G. Mishra, and S.J. Gupta, Effects of CuO/Zn Nanoparticles in Polymer Dispersed Liquid Crystals // Adv. Appl. Sci. Res. 2 (5), p. 212-220 (2011). 1 UA 106745 U 3. A.J. Twarowski, A.C. Albrecht, Depletion layer in organic films: Low frequency measurements in polycrystalline tetracene // J. Chem. Phys. 20(5), p. 2255-2261 (1979). ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 Спосіб підвищення електричної провідності композита на основі нематичного рідкого кристалу, який відрізняється тим, що в гомогенний нематичний рідкий кристал вносять наночастинки суперінного провідника, внаслідок чого отриманий композит на основі рідкого кристалу має електричну провідність, яка перевищує електричну провідність вихідного рідкого кристалу без наночастинок більш ніж на порядок. 2 UA 106745 U Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3