Электропроводящие свойства гибридных нанокомпозитов

Проводящие свойства гибридные нанокомпозиты проявляют лишь при определенных соотношениях «неорганический компонент/полимер», когда в полимерной матрице по той или иной причине возникают токопроводящие каналы из металлосодержащих кластеров. Наибольшая проводимость достигается в тех случаях, когда композит превращается в сеть взаимосвязанных токопроводящих цепочек. Иными словами, существуют критические концентрации наполнителя (порог перколяции) ср_кр, выше которых (ф > ф_кр) наблюдается резкое возрастание электропроводности. Зная порог перколяции, можно прогнозировать минимальное необходимое наполнение электропроводящих композитов.

На проводимость металлополимерных нанокомпозитов существенно влияет степень дисперсности неорганического ингредиента. Различные нанокомпозиты характеризуются разной зависимостью проводимости от содержания металла. Порог перколяции композитов на основе слоистых полипиромеллитимидных пленок с внедренными в них частицами серебра достигается при содержании наполнителя > 9 мас.% . В то же время равномерное распределение в объеме пленки НРЧ серебра (10 ... 15 нм), полученных в ходе термолиза преполимера — раствора ацетата серебра в полипиромеллитимидокислоте, — не приводит к появлению у композита проводящих свойств при том же содержании наполнителя. Диэлектрические показатели пленок сохраняются на высоком уровне (а = 10~¹⁵.. Л О^-12 См/м), что во многом связано с наличием значительной доли диэлектрических полимерных прослоек между проводящими частицами наполнителя.

Для улучшения электрофизических и магнитных характеристик нанокомпозитов ферропластики часто формируют в магнитных полях. При этом происходит магнитная ориентация материала. Так, неодимовый феррит получают в полях напряженностью 3 • 10~⁴... 3 • 10~³ Тл и затем подвергают механохимическому воздействию (прессование, обработка на наковальнях Бриджмена или сочетание этих двух способов). Это позволяет создавать матрицы, наполненные ориентированными цепочечными магнитными структурами, которые находят применение в технологиях получения лаков и пленок и представляют значительный интерес как элементы систем записи информации. Формирование покрытий в условиях отвердения в подвижном магнитном поле позволяет предотвратить оседание наночастиц, которые либо концентрируются ближе к поверхности пленки, либо распределяются равномерно по всему объему. Такие материалы применяют в качестве носителей лекарственных форм, для магнит- ной записи информации, магнитосепарации, для приготовления композитов магнитооптическими свойствами, а также магнитных жидкостей.