Регистрация пройдена успешно!
Пожалуйста, перейдите по ссылке из письма, отправленного на
Навигатор абитуриента

Ученым удалось отследить реакцию кристаллов на электрическое поле

© Фото : P.Ginter/ESRFЕвропейский источник синхротронного излучения ESRF
Европейский источник синхротронного излучения ESRF

МОСКВА, 31 окт ‒ РИА Новости. Международный коллектив ученых, в который вошли научные сотрудники и выпускники Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (СПбПУ), предложил новый метод для измерения реакции кристаллов на электрическое поле.

Квантовая природа топологических изоляторов
Физики рассказали, где ожидают революционный прорыв
Результаты этой работы, проходившей в рамках проекта на Европейском источнике синхротронного излучения (ESRF), опубликованы в статье, которая попала на обложку журнала Journal of Applied Crystallography. По мнению научного коллектива, объединившего ученых Китая, Израиля, Англии и России, данный метод поможет создавать новые и улучшать существующие материалы.

"Исследование посвящено кристаллическим материалам (сегнетоэлетрикам), которые применяются в огромном количестве устройств – от гидролокаторов для подводных лодок до элементов аппаратов УЗИ", ‒ отметил научный сотрудник Швейцарско-Норвежской лаборатории в ESRF и кафедры "Физическая электроника" СПбПУ Дмитрий Чернышов. При этом он подчеркнул, что улучшение свойств таких материалов – крайне важная научная задача.

© Фото : Медиа-центр СПбПУРеакция кристаллов на электрическое поле
Реакция кристаллов на электрическое поле

Ученый рассказал, что в ходе экспериментов на ESRF были получены детальные трехмерные карты рассеяния синхротронного излучения, которые несут в себе подробную информацию о структуре кристалла и ее реакции на электрическое поле. Далее была создана методика математического анализа таких карт и извлечения из них нужной информации. Исследуемый кристалл помещался в специальную ячейку для приложения электрического поля, которую разработал выпускник СПбПУ Тихон Вергентьев, проходивший стажировку на ESRF.

Как пояснил РИА Новости Дмитрий Чернышов, структура кристаллов может быть описана на разных пространственных шкалах. "Можно описывать структуру на атомном уровне или на уровне больших блоков атомной структуры (доменов, границ между доменами, структурных дефектов). Когда изменяются внешние условия (температура, давление и прочее), все компоненты структуры реагируют на изменения по-разному", ‒ отметил он, добавив, что их научная группа изучала отклик материала на электрическое поле, который проявляется в его атомной и доменной структурах.

За кулисами российской науки: как рождаются инновационные изобретения
© НИТУ «МИСиС», Мария БродскаяЧертежи космического кресла, созданного коллективом Центра прототипирования высокой сложности НИТУ «МИСиС». Центр может производить прототип любой сложности, от микроприбора до спутника или биоорганизма, размер объекта – от микрона до 20 метров.
Чертежи космического кресла
1 из 13
Чертежи космического кресла, созданного коллективом Центра прототипирования высокой сложности НИТУ «МИСиС». Центр может производить прототип любой сложности, от микроприбора до спутника или биоорганизма, размер объекта – от микрона до 20 метров.
© НИТУ «МИСиС», Мария БродскаяТурбина двигателя, оснащенная инновационными лопатками из интерметаллида титана. Разработка позволяет улучшить рабочие характеристики двигателей, уменьшить вес самолетов и снизить расход топлива. Ожидается, что лопатки будут использоваться в новом российском двигателе ПД-14 для российского ближне-среднемагистрального пассажирского самолета МС-21.
Турбина двигателя, оснащенная инновационными лопатками из интерметаллида титана
2 из 13
Турбина двигателя, оснащенная инновационными лопатками из интерметаллида титана. Разработка позволяет улучшить рабочие характеристики двигателей, уменьшить вес самолетов и снизить расход топлива. Ожидается, что лопатки будут использоваться в новом российском двигателе ПД-14 для российского ближне-среднемагистрального пассажирского самолета МС-21.
© НИТУ «МИСиС», Мария БродскаяЗащитный костюм нового поколения для сотрудников МЧС. Костюм не горит в огне (выдерживает температуру до 1200°C), не замерзает при низких температурах (до минус 120°C) и защищает от вредного электромагнитного излучения. Кроме того, материал обладает повышенной прочностью (разорвать экипировку спасателя очень сложно), а также создает защитное магнитное поле, которое бодрит и стимулирует жизненную активность человека.
Защитный костюм нового поколения для сотрудников МЧС
3 из 13
Защитный костюм нового поколения для сотрудников МЧС. Костюм не горит в огне (выдерживает температуру до 1200°C), не замерзает при низких температурах (до минус 120°C) и защищает от вредного электромагнитного излучения. Кроме того, материал обладает повышенной прочностью (разорвать экипировку спасателя очень сложно), а также создает защитное магнитное поле, которое бодрит и стимулирует жизненную активность человека.
© НИТУ «МИСиС», Мария БродскаяСамораспространяющийся высокотемпературный синтез (СВС) в порошке оксида железа. СВС – эффективный низкозатратный метод получения широкого диапазона наноматериалов для научных и промышленных применений.
Самораспространяющийся высокотемпературный синтез (СВС)
4 из 13
Самораспространяющийся высокотемпературный синтез (СВС) в порошке оксида железа. СВС – эффективный низкозатратный метод получения широкого диапазона наноматериалов для научных и промышленных применений.
© НИТУ «МИСиС», Мария БродскаяРабота над созданием первого российского тонкопленочного солнечного элемента на основе перовскита. Элемент позволяет преобразовывать энергию солнечного излучения в электрическую с КПД выше 15%. Более легкие, гибкие и дешевые панели солнечных батарей на основе перовскитов будут использоваться для зарядки и электропитания различных устройств в спектре от планшетов до электросетей целых зданий.
Сотрудник Центра энергоэффективности НИТУ МИСиС
5 из 13
Работа над созданием первого российского тонкопленочного солнечного элемента на основе перовскита. Элемент позволяет преобразовывать энергию солнечного излучения в электрическую с КПД выше 15%. Более легкие, гибкие и дешевые панели солнечных батарей на основе перовскитов будут использоваться для зарядки и электропитания различных устройств в спектре от планшетов до электросетей целых зданий.
© РИА НовостиБоковая рама тележки грузового вагона после спреерного закаливания. Новая технология повышает предел выносливости и усталостной прочности рамы примерно на 50%. Такие рамы могут работать на десятки лет дольше, что повышает безопасность на железных дорогах.
Боковая рама тележки грузового вагона
6 из 13
Боковая рама тележки грузового вагона после спреерного закаливания. Новая технология повышает предел выносливости и усталостной прочности рамы примерно на 50%. Такие рамы могут работать на десятки лет дольше, что повышает безопасность на железных дорогах.
© НИТУ «МИСиС», Мария БродскаяСотрудники Лаборатории «Биомедицинские наноматериалы» НИТУ "МИСиС" работают над созданием препаратов на основе магнитных наночастиц для ранней диагностики и лечения опухолевых заболеваний.
Лаборатория «Биомедицинские наноматериалы»
7 из 13
Сотрудники Лаборатории «Биомедицинские наноматериалы» НИТУ "МИСиС" работают над созданием препаратов на основе магнитных наночастиц для ранней диагностики и лечения опухолевых заболеваний.
© РИА НовостиВизуализация клеточных ядер культуры опухолевых клеток простаты человека при помощи ядерного красителя на оптическом микроскопе.
Визуализация клеточных ядер
8 из 13
Визуализация клеточных ядер культуры опухолевых клеток простаты человека при помощи ядерного красителя на оптическом микроскопе.
© РИА НовостиЭкспериментальный чип джозефсоновского параметрического усилителя. Такие усилители успешно применяются для реализации быстрого считывания состояния сверхпроводящих кубитов с высокой достоверностью. Быстрое и достоверное считывание – одна из фундаментальных задач, решение которых необходимо для создания полноценной архитектуры квантовых вычислений.
Экспериментальный чип джозефсоновского параметрического усилителя
9 из 13
Экспериментальный чип джозефсоновского параметрического усилителя. Такие усилители успешно применяются для реализации быстрого считывания состояния сверхпроводящих кубитов с высокой достоверностью. Быстрое и достоверное считывание – одна из фундаментальных задач, решение которых необходимо для создания полноценной архитектуры квантовых вычислений.
© НИТУ «МИСиС», Андрей ВоронинКриостат, способный охлаждать кубиты до температуры минус 273,1°C. Охлаждение кубитов позволяет избавиться от тепловых шумов и наблюдать квантовые явления.
Криостат
10 из 13
Криостат, способный охлаждать кубиты до температуры минус 273,1°C. Охлаждение кубитов позволяет избавиться от тепловых шумов и наблюдать квантовые явления.
© НИТУ «МИСиС», Мария БродскаяПлавильная индукционная печь и пирометр, измеряющий температуру дистанционно. Приборы используются для получения экспериментальных образцов аморфных и нанокристаллических сплавов с хорошими магнитными свойствами. Такие образцы могут, например, использоваться в качестве сердечников трансформаторов.
Плавильная индукционная печь и пирометр
11 из 13
Плавильная индукционная печь и пирометр, измеряющий температуру дистанционно. Приборы используются для получения экспериментальных образцов аморфных и нанокристаллических сплавов с хорошими магнитными свойствами. Такие образцы могут, например, использоваться в качестве сердечников трансформаторов.
© РИА НовостиПолучение образцов аморфной структуры сплава на основе железа путем заливки из жидкого состояния на медный вращающийся диск при температуре 1400°C.
Плавильная индукционная печь
12 из 13
Получение образцов аморфной структуры сплава на основе железа путем заливки из жидкого состояния на медный вращающийся диск при температуре 1400°C.
© НИТУ «МИСиС», Мария БродскаяЗапатентованная высокоэкономичная технология получения оксида алюминия высокой чистоты позволит обеспечить сырьем отечественных производителей монокристаллических корундов – основного элемента светодиодов и защитных стекол современных гаджетов.
Самораспространяющийся высокотемпературный синтез (СВС) в порошке оксида железа.
13 из 13
Запатентованная высокоэкономичная технология получения оксида алюминия высокой чистоты позволит обеспечить сырьем отечественных производителей монокристаллических корундов – основного элемента светодиодов и защитных стекол современных гаджетов.
1 из 13
Чертежи космического кресла, созданного коллективом Центра прототипирования высокой сложности НИТУ «МИСиС». Центр может производить прототип любой сложности, от микроприбора до спутника или биоорганизма, размер объекта – от микрона до 20 метров.
2 из 13
Турбина двигателя, оснащенная инновационными лопатками из интерметаллида титана. Разработка позволяет улучшить рабочие характеристики двигателей, уменьшить вес самолетов и снизить расход топлива. Ожидается, что лопатки будут использоваться в новом российском двигателе ПД-14 для российского ближне-среднемагистрального пассажирского самолета МС-21.
3 из 13
Защитный костюм нового поколения для сотрудников МЧС. Костюм не горит в огне (выдерживает температуру до 1200°C), не замерзает при низких температурах (до минус 120°C) и защищает от вредного электромагнитного излучения. Кроме того, материал обладает повышенной прочностью (разорвать экипировку спасателя очень сложно), а также создает защитное магнитное поле, которое бодрит и стимулирует жизненную активность человека.
4 из 13
Самораспространяющийся высокотемпературный синтез (СВС) в порошке оксида железа. СВС – эффективный низкозатратный метод получения широкого диапазона наноматериалов для научных и промышленных применений.
5 из 13
Работа над созданием первого российского тонкопленочного солнечного элемента на основе перовскита. Элемент позволяет преобразовывать энергию солнечного излучения в электрическую с КПД выше 15%. Более легкие, гибкие и дешевые панели солнечных батарей на основе перовскитов будут использоваться для зарядки и электропитания различных устройств в спектре от планшетов до электросетей целых зданий.
6 из 13
Боковая рама тележки грузового вагона после спреерного закаливания. Новая технология повышает предел выносливости и усталостной прочности рамы примерно на 50%. Такие рамы могут работать на десятки лет дольше, что повышает безопасность на железных дорогах.
7 из 13
Сотрудники Лаборатории «Биомедицинские наноматериалы» НИТУ "МИСиС" работают над созданием препаратов на основе магнитных наночастиц для ранней диагностики и лечения опухолевых заболеваний.
8 из 13
Визуализация клеточных ядер культуры опухолевых клеток простаты человека при помощи ядерного красителя на оптическом микроскопе.
9 из 13
Экспериментальный чип джозефсоновского параметрического усилителя. Такие усилители успешно применяются для реализации быстрого считывания состояния сверхпроводящих кубитов с высокой достоверностью. Быстрое и достоверное считывание – одна из фундаментальных задач, решение которых необходимо для создания полноценной архитектуры квантовых вычислений.
10 из 13
Криостат, способный охлаждать кубиты до температуры минус 273,1°C. Охлаждение кубитов позволяет избавиться от тепловых шумов и наблюдать квантовые явления.
11 из 13
Плавильная индукционная печь и пирометр, измеряющий температуру дистанционно. Приборы используются для получения экспериментальных образцов аморфных и нанокристаллических сплавов с хорошими магнитными свойствами. Такие образцы могут, например, использоваться в качестве сердечников трансформаторов.
12 из 13
Получение образцов аморфной структуры сплава на основе железа путем заливки из жидкого состояния на медный вращающийся диск при температуре 1400°C.
13 из 13
Запатентованная высокоэкономичная технология получения оксида алюминия высокой чистоты позволит обеспечить сырьем отечественных производителей монокристаллических корундов – основного элемента светодиодов и защитных стекол современных гаджетов.
В одном эксперименте при помощи синхротронного излучения удалось увидеть, как разные уровни структурной иерархии реагируют на внешнее воздействие: если измерить и описать реакцию отдельных компонент сложной системы, а также их взаимодействие, то появится возможность рационально управлять структурой и свойствами таких материалов.

Авторы исследования надеются, что полученные результаты будут востребованы широким кругом специалистов: химики смогут использовать их для модификации химического состава и кристаллической структуры, а материаловеды – при манипуляциях с большими блоками структуры, доменами (доменная инженерия). В частности, по мнению ученых, это приведет к улучшению свойств материалов и более эффективному их применению в приборах ультразвуковой диагностики.

Оценить 13
Рекомендуем
РИА
Новости
Лента
новостей
Сначала новыеСначала старые
loader
Онлайн
Заголовок открываемого материала
Чтобы участвовать в дискуссии
авторизуйтесь или зарегистрируйтесь
loader
Чаты
Заголовок открываемого материала