ИСТИНА

1) Результаты, полученные при помощи набора разных методов исследования (анализ краевых углов на поверхности подложки, рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия, двухэлектродное измерение проводимости границы раздела электрод/электролит, а также прямые наблюдения при помощи сканирующего электронного микроскопа) согласованно подтверждают, что при экспозиции в растворе фторполимера Тефлона АФ в сверхкритическом СО₂ на поверхности углеродной ткани (которая используется в качестве пористого материала электродов топливного элемента) формируется гидрофобизующее высокомолекулярное покрытие, выигрышно сочетающее высокую однородность при малой толщине (порядка сотен нм). Было показано, что площадь покрытия растет при увеличении загрузки фторполимера, который практически полностью (99 %) равномерно покрывает поверхность волокон углеродной ткани уже при такой сравнительно невысокой загрузке Тефлона АФ как 2%. 2) Было показано, что фторполимерные пленки, нанесенные из раствора в сверхкритическом СО₂ на углеродную ткань, после стабилизации отжигом, демонстрируют устойчивость в модельных ресурсных испытаниях (долговременная экспозиция в воде, фосфорной кислоте, в реагенте Фентона и при механическом воздействии в присутствии ПАВ), значительно превышающую стабильность фторполимерного покрытия сравнения, нанесенного из жидкой дисперсии при помощи стандартного метода гидрофобизации, широко используемого в литературных источниках, который требует неоптимального использования почти на порядок большего количества фторполимера. 3) Выигрышные особенности сверхкритического СО2 как растворителя позволяют получать покрытия фторполимеров с высокой степенью равномерности распределения по поверхности дисперсного углеродного материала HiSPEC 3000 (представляющего собой наночастицы Pt на углеродной саже Vulcan XC72r с большой удельной поверхностью ~250 м2/г). 4) На основе результатов импедансной спектроскопии и анализа вольт-амперных характеристик ТЭ было согласованно показано положительное влияние на условия протекания катодной полуреакции нанесенного из раствора в СК СО2 фторполимерного покрытия на электрокаталитическом материале HiSPEC 3000. Это, в том числе, обусловлено улучшенным массопереносом — по-видимому, за счет перколированных газовых каналов, образованных осажденным фторполимером уже при рекордно малых используемых количествах (в сравнении с литературой). При этом островковая (не сплошная) природа покрытия, по данным циклической вольтамперометрии, сохраняет возможность доступности платиновых частиц для электролита. 5) Показано, что при использовании частично фторированных блок-сополимеров возможно формировать в сверхкритическом СО₂ стабильные мицеллы и осаждать их на модельные подложки в квазирегулярные структуры. На основании этого был предложен, развит и реализован метод создания организованных кластеров металлических наночастиц на подложках путем процесса инкапсулирования наночастиц, растущих из металлоорганического прекурсора под действием подмешиваемого водорода, внутри блок-сополимерных мицелл, образованных в сверхкритическом СО₂. При этом, в полученных на подложках структурах не наблюдается свободных металлических наночастиц, осевших на подложку самостоятельно без мицелл, что свидетельствует о высокой эффективности процесса захвата растущих наночастиц блок-сополимерными мицеллами. 6) Разработанный метод позволяет при помощи относительно несложного и быстрого процесса получать кластеры металлических наночастиц с фиксированными межкластерным расстоянием и размером кластеров, а также индивидуальным фторуглеродным окружением для каждого кластера – что может представлять интерес для электрохимических приложений.