СПОСОБ СИНТЕЗА МЕТАЛЛОПЕНЫ, МЕТАЛЛОПЕНА, ЕЁ ПРИМЕНЕНИЕ И УСТРОЙСТВО, ВКЛЮЧАЮЩЕЕ ТАКУЮ МЕТАЛЛОПЕНУ

1. Способ синтеза металлопены по меньшей мере одного металла М, имеющей пористую структуру, в которой нити имеют размер от 0,01 до 100 мкм, где указанный способ включает стадию контактного электролиза тлеющим разрядом (CGDE), заключающегося в плазменно-электролитическом восстановлении, проводимом в электролитическом растворе (16), в который погружены анод (18) и катод (20), соединенные с источником постоянного электропитания (22), где указанный электролитический раствор (16) содержит по меньшей мере один первый электролит в растворителе, где первый электролит содержит по меньшей мере один указанный металл Μ в форме катиона, и где электролитический раствор дополнительно включает желатин.
2. Способ по п. 1, включающий следующие последовательные стадии:
- введение анода (18) и катода (20) в электролитический раствор (16),
c
- приложение электрического напряжения, подаваемого источником постоянного электропитания (22), которое равно критическому электрическому напряжению U или более, так чтобы по меньшей мере частично сформировать электролитического плазму (24) вокруг катода (20),
- поддержание указанного электрического напряжения, так чтобы сформировались электрические микро-дуги, восстанавливающие металл Μ в форме катиона с образованием металлопены металла Μ на поверхности катода (20),
- извлечение катода (20) из электролитического раствора (16), и
- необязательное отделение металлопены металла М, сформированной на поверхности катода (20).
3. Способ по п. 2, в котором приложенное электрическое напряжение находится в диапазоне электрического напряжения, в котором интенсивность является по существу постоянной и не зависит от электрического напряжения.
4. Способ по п. 2 или 3, в котором извлечение катода (20) из электролитического раствора (16) осуществляют до отключения электрического напряжения.
5. Способ по любому из пп. 2 и 3, дополнительно включающий по меньшей мере одну из следующих дополнительных стадий:
- перемешивание электролитического раствора (16),
- вращение катода (20), по меньшей мере тогда, когда катод (20) находится в электролитическом растворе (16).
6. Способ по любому из пп. 2 и 3, в котором приложенное электрическое напряжение составляет от 10 до 100 В, преимущественно от 15 до 50 В и предпочтительно от 20 до 30 В.
7. Способ по любому из пп. 2 и 3, в котором приложенное электрическое напряжение поддерживается в течение периода времени длительностью от 5 с до 5 мин, предпочтительно от 10 с до 2 мин и предпочтительно от 20 с до 60 с.
8. Способ по любому из пп. 1 и 3, дополнительно включающий стадию формования полученной металлопены.
9. Способ по п. 8, в котором стадия формования включает по меньшей мере одну стадию, выбранную из гальванопластики и механической обработки.
10. Способ по любому из пп. 1-3 и 9, в котором концентрация желатина в электролитическом растворе (16) равна 200 г/л или меньше, предпочтительно от 1 до 100 г/л, предпочтительно от 5 до 50 г/л и более предпочтительно от 10 до 25 г/л.
-
11. Способ по любому из пп. 1-3 и 9, в котором первый электролит представляет собой соль металла, где указанная соль металла преимущественно включает по меньшей мере один элемент, выбранный из сульфата, нитрата, галогенида, цианида CN и гидроксида металла М.
12. Способ по любому из пп. 1-3 и 9, в котором концентрация первого электролита в электролитическом растворе (16) равна растворимости указанного первого электролита в растворителе или меньше, преимущественно в интервале от 0,1 до 2 моль/л и предпочтительно от 0,2 до 1 моль/л.
13. Способ по любому из пп. 1-3 и 9, в котором растворителем является вода, предпочтительно деминерализованная вода.
14. Способ по любому из пп. 1-3 и 9, в котором электролитический раствор (16) дополнительно включает по меньшей мере один второй электролит, способный улучшить электропроводность электролитического раствора (16).
15. Способ по п. 14, в котором второй электролит является сильным электролитом, преимущественно выбранным из соли, кислоты или основания.
16. Способ по любому из п. 14, в котором концентрация второго электролита в электролитическом растворе (16) равна растворимости указанного второго электролита в растворителе или меньше, преимущественно в интервале от 0,1 до 18 моль/л, а предпочтительно в диапазоне от 0,5 до 10 моль/л.
17. Способ по любому из пп. 1-3, 9, 15 и 16, в котором катод (20) изготовлен из нержавеющей стали, тантала или вольфрама.
18. Способ по любому из пп. 1-3, 9, 15 и 16, в котором анод (18) выполнен из металла М.
19. Способ по любому из пп. 1-3, 9, 15 и 16, в котором металл Μ включает по меньшей мере один элемент, выбранный из переходных металлов и легких металлов.
20. Способ по п. 19, в котором металл Μ включает по меньшей мере один элемент, выбранный из никеля, меди, серебра, олова, платины и золота.
21. Способ по любому из пп. 1-3, 9, 15, 16 и 20, в котором металлопена из металла М, сформированная на поверхности катода (20), имеет толщину от 0,1 до 10 мм, преимущественно от 0,3 до 5 мм, предпочтительно от 0,5 до 2 мм.
22. Способ по любому из пп. 1-3, 9, 15, 16 и 20, в котором металлопена из металла Μ имеет объемную плотность ρ 10% или меньше, преимущественно от 1% до 8% и предпочтительно от 1,5% до 5% от теоретической плотности соответствующего металла М.
23. Металлопена по меньшей мере одного металла М, имеющая пористую структуру, в которой нити имеют размер от 0,01 мкм до 100 мкм и которая может быть получена способом по любому из пп. 1-22.
24. Применение металлопены по п. 23 в области катализа, ювелирных изделий, абсорбентов, аккумуляторов, новых источников энергии, или электроники.
25. Устройство, включающее металлопену по п. 23, которое может быть микроэлектродом, микро-датчиком, в частности газовым микро-датчиком, аккумулятором или устройством для хранения, в частности устройством хранения газа.