Федорова Лариса Олеговна – аспирантка второго года обучения кафедры фотоники, лаборант-исследователь группы "Фотофизика" отделения перспективных разработок
Орлова роща, д. 1, Гатчина, 188300
Larisa O. Fedorova, Postgraduate student of the second year of study of the Department of Photonics, laboratory assistant researcher of the "Photopisics" group of the promising developments departure
1, Orlova roscha, Gathina 188300
Каманина Наталия Владимировна – доктор физико-математических наук (2001), начальник отдела "Фотофизика наноструктурированных материалов и устройств" , профессор (2001) кафедры фотоники, ведущий научный сотрудник
ул. Бабушкина, д. 36, к. 1, Санкт-Петербург, 192174
Natalia V. Kamanina, Dr Sci. (Phys.-Math.) (2001), Head of the Department of Photophysics of nanostructured materials and devices, Professor (2001) of the Department of Photonics, Lead Researcher
36/1, Babushkina St., St Petersburg 192174
Введение. Поливинилспиртовые пленки являются неотъемлемой частью гибкой электроники, биосенсоров и жидкокристаллических элементов. Как и многие полимерные материалы, поливинилспиртовые пленки обладают относительно невысокими значениями механической прочности, что вынуждает производителей электронных и оптических компонентов использовать дополнительные защитные слои, которые, в свою очередь, могут ухудшать эффективность работы компонентов в системе. Один из известных способов управления физическими и химическими свойствами материалов – это их сенсибилизация наночастицами различной природы. В описываемой работе в качестве сенсибилизатора были выбраны наночастицы шунгита, так как этот природный нетоксичный материал широко известен своей упрочняющей способностью.Цель работы. Получение поливинилспиртовых пленок, сенсибилизированных наночастицами шунгита. Исследование их спектральных и прочностных характеристик в зависимости от технологических параметров синтеза. Определение значений технологических параметров, при которых будет соблюдаться баланс между оптическими и механическими характеристиками.Материалы и методы. Пленки синтезировались по технологии, разработанной в Государственном оптическом институте им. С. И. Вавилова. В качестве полимерной матрицы для создания композитного материала использовался поливиниловый спирт, в качестве наполнителя – наночастицы карельского шунгита с 30 %-м содержанием углерода. Спектральные характеристики пленок исследовались с помощью спектрофотометра УФ-3200, а прочностные характеристики определялись с помощью измерителя микротвердости ПМТ-3М производства АО "ЛОМО".Результаты. Полученные пленки без дополнительной ламинирующей обработки обладают степенью поляризации более 90 % во всем видимом диапазоне спектра. Наночастицы шунгита способствуют увеличению прочности поливинилспиртовых пленок до 1.6 раз.Заключение. Для современных устройств фотоники требуются материалы, сочетающие высокую поляризационную и пропускную способность с механической устойчивостью. Разработан эффективный способ улучшения прочности поливинилспиртовых поляризационных пленок с сохранением их оптических свойств, что расширило представление о регулировании механических свойств нанокомпозитов.
Introduction. Polyvinyl alcohol (PVA) films are widely used in flexible electronics, biosensors, and liquid-crystal optical elements. Like many polymer materials, these films exhibit relatively low mechanical strength, which often necessitates additional protective layers that may reduce the efficiency of electronic and optical components. Sensitization with various nanoparticles is a well-established strategy for tuning the physical and chemical properties of polymer systems. In this study, shungite nanoparticles were selected as a sensitizer, as this natural, nontoxic carboncontaining material is known to enhance mechanical strength.Aim. To obtain PVA films sensitized with shungite nanoparticles; to investigate their spectral and mechanical characteristics as functions of synthesis parameters; and to identify processing conditions that provide an optimal balance between optical performance and mechanical stability.Materials and methods. Films were synthesized using the method developed at the S. I. Vavilov State Optical Institute. PVA served as the polymer matrix, and Karelian shungite nanoparticles containing 30 % carbon were introduced as a filler. Spectral characteristics were measured with a UV-3200 spectrophotometer, and mechanical properties were evaluated using a PMT-3M microhardness tester (LOMO).Results. The films exhibited a polarization degree exceeding 90 % across the visible spectral range without additional lamination. Incorporation of shungite nanoparticles increased the mechanical strength of PVA films by up to 1.6-fold.Conclusion. Modern photonic devices require materials that combine high polarization efficiency and optical transmittance with mechanical robustness. The developed approach strengthens PVA polarizing films while preserving their optical properties, thereby expanding current understanding of mechanical-property control in nanocomposite systems.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.