斯科尔科沃理工学院的科学家提出了一种快速、可扩展、无浪费的化学处理技术，可以赋予碳纳米管薄膜所有正确的特性，从而提高太阳能电池板、触摸屏等产品的性能。

据《碳》报道，研究小组的实验表明，在高温下，即使暴露在少量的二氧化氮气体中，碳纳米管薄膜也会发生改变，从而提高其透明度和电导率，而且这种改变还能抵抗降解。

碳纳米管薄膜可以导电并透光，是制作透明电极的极佳材料。这些材料对于太阳能电池和触摸屏至关重要，而过去它们依赖于易碎且不可持续的氧化铟锡薄膜和其他传统材料。

如今，掺杂其他元素原子的碳纳米管已能为柔性设备提供更好的导电性和透明度以及弯曲能力。

“掺杂在这里非常重要。不幸的是，目前的技术无法制造出具有必要特性的纯碳纳米管。尽管如此，有一系列掺杂剂可以改变纳米管的特性。根据使用的化学物质，可以使薄膜具有高导电性、透明性或稳定性。如果运气好的话，你可以拥有这三种特性中的两种。我们设法将这三种特性结合起来，”这项研究的首席研究员、光子学中心的阿尔伯特·纳西布林教授说。

例如，一种常见的掺杂剂是四氯金酸氢盐。它在纳米管电导率方面具有最佳性能，同时具有相当好的透明度。然而，这种改性相当不稳定，因此效果很快就会消失。

溴化铜和其他金属卤化物提供了不错的稳定性和导电性，但透明度较差。如今用于碳纳米管掺杂的任何化学品都存在类似的权衡问题。

“我们找到了一种各方面都很好的解决方案。我们的掺杂剂是一种叫做二氧化氮的气体，由于其鲜艳的橙色，有时也被称为‘狐狸尾巴’。事实上，我们正在研究当纳米管在低得多的温度下暴露于这种气体时引起的另一种相当不稳定的变化，”研究合著者助理教授DmitryKrasnikov补充道。

“我们偶然发现了不同的温度范围，其中产生的改性非常稳定。使用气相剂的另一个好处是它使掺杂技术快速、可扩展且无浪费。事实上，二氧化氮将很容易融入现有的技术流程，并且很容易从反应器中去除，因为它一旦冷却到20摄氏度就会变成液体。”

研究表明，在一年的时间里，新兴奋剂的效果在短时间内仅仅下降1.5倍，随后进入稳定期，而目前最有效的四氯金酸盐的效果则需要较长时间才能下降三次。

这种新试剂对导电性的影响可与四氯金酸盐相媲美，而且优于任何其他试剂。透明度也很好：二氧化氮是一种气体，它似乎可以避免碳纳米管薄膜的多层吸附，从而形成一层仅分子厚的层。与固体试剂(包括四氯金酸盐)不同，没有额外的颗粒沉淀在先前沉积的颗粒之上。

研究团队希望，掺杂二氧化氮的透明碳纳米管电极能很快应用于光伏元件、触摸屏以及家庭、汽车或公共场所中的其他交互式表面。此类电极还具有生物相容性，因此可以应用于可植入设备。

光学元件，例如用于在6G通信和无X射线医学成像和安全扫描中利用太赫兹辐射的变焦菲涅尔区板，也将受益于使用新掺杂剂实现的碳纳米管薄膜特性的改善。