ТАСС, 25 декабря. Российские физики создали установку, которая позволяет наблюдать за ростом наночастиц при помощи синхротронов и нейтронных пучков. Первая установка такого рода будет подключена к немецкому исследовательскому ядерного реактору в городе Гархинг, пишет пресс-служба проекта "5-100".
"Никто до нас в мире не пытался реализовать и миниатюризовать метод лазерного осаждения наночастиц в условиях жестких ограничений на пучках нейтронного и синхротронного излучений. Сделать такой модуль прозрачным для этих излучений - очень сложная задача. Наши немецкие партнеры обратились к нам, отчаявшись после общения с американскими и европейскими фирмами", - прокомментировал один из авторов исследования, физик из БФУ им. И. Канта Александр Гойхман.
У наночастиц и конструкций из них есть множество интересных и необычных свойств, которые не характерны для более крупных кусочков тех же самых материалов, из которых они произведены. К примеру, так называемые метаматериалы, которые состоят из множества наночастиц, можно использовать для создания абсолютно плоских линз и других приборов, "нарушающих" классические законы оптики, в том числе различных типов плащей-невидимок.
Подобные полезные свойства наночастиц, в свою очередь, очень сильно зависят от их размеров и формы. Пока ученые не могут точно предсказать, как именно поменяются свойства той или иной структуры при ее увеличении, уменьшении или изменении формы.
Поэтому создателям различных наноструктур часто приходится действовать "вслепую", создавая наночастицы самых разных размеров и форм и замеряя свойства тех из них, которые обладают интересными качествами, при помощи синхротронов и пучков частиц, источником которых становятся ядерные реакторы.
"Проблема заключается в том, что, если вы вырастили в лаборатории наноматериал и поехали с ним в крупный исследовательский центр, чаще всего будете исследовать уже то, что осталось от него. Если же попытаться сохранить его от окисления при помощи защитных слоев, то вы будете изучать эти слои или же будете вскрывать их и добираться до первых атомов, которые были сформированы в процессе роста. Это очень сложный путь", - продолжает Гойхман.
Секреты нано-мира
Российские ученые нашли способ решить эту проблему. Они разработали особую лазерную установку, с помощью которой можно создавать наночастицы и наноструктуры непосредственно рядом с ядерным реактором или ускорителем частиц. Она позволяет останавливать процесс роста наноструктур на любой фазе их формирования и детально изучать то, как они выглядят и как меняется их устройство в этот момент времени.
Установка привлекла внимание руководства немецкого Юлихского исследовательского центра, представители которого уже подписали контракт суммой на 120 тысяч евро на поставку и установку подобного прибора на исследовательском ядерном реакторе в городе Гархинг.
Помимо этого, как отметили ученые, разработкой российских физиков заинтересовались швейцарские и французские ученые. Вдобавок, по их словам, научные координаторы российского исследовательского нейтронного реактора ПИК сейчас активно обсуждают возможность подключения в будущем аналогичной лазерной системы и к этой установке мега-класса.
Гойхман и его коллеги надеются, что их изобретение поможет открыть не только новые наночастицы, но и понять, как можно улучшить работу литиевых аккумуляторов и сделать их более безопасными для пользователей, а также изучить структуру различных сложных биомолекул и лекарств.