Текст уведомления здесь
Автор разработки Александр Кучмижак и поверхность, обработанная лазером.Фото: пресс-служба ДВФУ

На Дальнем Востоке разделили лазер, чтобы быстрее им печатать

Ученые научились очень быстро модифицировать поверхности лучем, разделенным на 50 частей.
Добавить в закладки
Комментарии

Технология, которую разработали ученые ДВФУ, позволяет создавать на поверхности металлов наноразмерные структуры с помощью фемтосекундного лазера с частотой миллион импульсов в секунду. Чтобы такого добиться, ученые расщепили каждый луч на 50 импульсов с помощью специальных оптических элементов. С помощью этой технологии можно быстро создавать сенсорные устройства.

«Лазер светит на металлическую пленку, она плавится, потом в жидкой фазе формируются структуры и застывают. Речь идет об ускорении создания таких структур. То есть поверхность сканируется не одним пучком, а создается специальный элемент, который делит один луч на 50 лучей. Образуется полоска из 50 точек, с помощью которой идет очень быстрое сканирование. Образец можно сканировать в одном направлении, без смещений, без перемещений. Это позволяет задействовать максимальную частоту импульсов за счет того, что мы можем двигаться в одну сторону и печатать, как на конвейере. Поэтому скорость достигает 10 миллионов элементов в секунду», — рассказал «Чердаку» один из авторов, научный сотрудник кафедры теоретической и ядерной физики Школы естественных наук ДВФУ Александр Кучмижак.

Наноструктуры, которые получают с помощью фемтосекундного лазераАлександр Кучмижак

Наноразмерные массивы, которые можно печатать с помощью лазера, обладают физическими свойствами, полезными для создания функциональных наноматериалов, например сенсорных элементов для определения опасных газов, жидкостей, маркеров онкологических заболеваний и метаболитов патогенных микроорганизмов.

Как объяснил Александр Кучмижак, за счет структур, которые сформированы на поверхности металла, инфракрасное излучение переходит в поверхностную волну. Если поверхность с наноструктурами покрыта хотя бы одним слоем какого-нибудь вещества, спектр отраженного инфракрасного излучения меняется, и по этим изменениям можно понять состав вещества.

В исследованиях принимали участие сотрудники Школы естественных наук и научно-образовательного центра «Нанотехнологии» Инженерной школы ДВФУ, Дальневосточного отделения Российской академии наук, исследовательских центров Москвы, Санкт-Петербурга и Самары, а также ученые из Австралии и Испании.

Работа выполнена при поддержке гранта РНФ №16-12-10165. Результаты экспериментов опубликованы в журналах Scientific Reports, Applied Surface Science и Optics Letters и реализованы в рамках приоритетного научного проекта ДВФУ «Материалы».

Вам понравилась публикация?
Расскажите, что вы думаете, и мы подберем подходящие материалы
Морфология поверхности (50∙50-мкм2) прозрачной керамикиИзображение предоставлено пресс-службой ДВФУ

Эффективные подсчеты пористости прозрачного

Молодые ученые ДВФУ разработали уникальный метод расчета пористости прозрачных материалов

Используя новый метод, технологи и материаловеды смогут быстро, точно и без разрушения исследуемых объектов получать сведения о микроструктуре и функциональности прозрачных материалов — монокристаллов, стекол, прозрачных керамик.
Добавить в закладки
Комментарии

В своей работе ученые Дальневосточного федерального университета (ДВФУ) применили уникальную математическую модель обсчета данных 3D-изображений дефектов в объеме прозрачных функциональных материалов. Исходный набор экспериментальных данных получен с применением метода конфокальной лазерной сканирующей микроскопии (КЛСМ) — особого вида световой оптической микроскопии. Исследование проводилось на уникальном для России КЛС-микроскопе ZEISS LSM 800. Работа выполнена за счет гранта Российского научного фонда. Результаты опубликованы в Journal of Alloys and Compounds.

Благодаря разработке ученых ДВФУ стало возможно считывать характеристики высокоплотных объектов на качественно новом уровне. Тем самым повышается прецизионность (точность) технологий создания этих объектов.

«Функциональные характеристики прозрачных материалов (кристаллов, стекол, керамик) во многом определяются величиной их пористости. Так, эффективность лазерной генерации керамик не уступает таковой для коммерческих кристаллов и стекол при концентрации пор <10-4 об.%. Это крайне низкие величины. Визуализация остаточной пористости с такими низкими показателями требует особых технических усилий и достоверной методики их количественной оценки», — рассказал «Чердаку» руководитель проекта Денис Косьянов, старший научный сотрудник Школы естественных наук ДВФУ.

По словам соавтора работы Александра Захаренко, сегодня в мире известно несколько методик, позволяющих визуализировать объемную структуру материалов: рентгеновская компьютерная томография (РКТ), томография с фокусированным ионным пучком (ФИП), конфокальное лазерное сканирование (КЛС) и др. Однако метод РКТ требует наличия синхротронного источника излучения, а ФИП деструктивен для исследуемого объекта и не позволяет исследовать один и тот же участок два раза. [ ... ]

Читать полностью

Течь в Марианской впадине оказалась вчетверо больше, чем ожидалось

Благодаря новым сейсмическим данным геологи выяснили, что за год из впадины утекает в недра Земли свыше ста тонн воды на метр разлома

Марианская впадина находится на  стыке двух тектонических плит — Тихоокеанской и Филиппинской. Тихоокеанская плита медленно движется в сторону Азии и подныривает под Филиппинскую, уходя в глубь низлежащего слоя, мантии. Вместе с собой плита уносит и воду, но точное количество утекающей в глубь планеты жидкости оставалось неясным. Работа исследователей, сотрудников университета штата Вашингтон и университета Стони-Брук в Нью-Йорке, позволила уточнить объемы «марианской течи».
Добавить в закладки
Комментарии

Чтобы получить картину происходящего на глубинах в десятки километров ниже самой глубокой впадины, ученые расставили на дне океана 19 сейсмометров, а еще семь аналогичных устройств разместили на островах; все вместе они регистрировали сейсмические волны, распространяющиеся внутри нашей планеты.

Сейсмические волны возникают как при землетрясениях, так и в ходе различных фоновых процессов, не сопровождающихся значимыми подземными толчками. Наблюдение за их распространением является стандартным методом изучения внутреннего строения планеты уже больше ста лет: именно благодаря отражению волн, расходящихся от землетрясения, в 1897 году немецкий исследователь Иоганн Вихерт обнаружил ядро Земли, а в наши дни «простукивание и прослушивание» недр повсеместно используется для поиска нефти. Точно так же теперь геологи смогли получить гораздо более качественные данные о строении глубинных слоев и точнее оценить содержание воды в увлекаемых внутрь мантии частях коры.

Схема расположения тектонических плит. Как правило, на месте стыков формируются либо горы, либо впадины; также в этих местах часто возникают вулканыUSGS, Bolelav1 / Wikimedia commons

Как оказалось, прошлые исследования давали число примерно в четыре раза меньшее, чем показало новое исследование. [ ... ]

Читать полностью

Водородные двигатели и батареи получат по нанопористому никелю

Создание магнитных нанопористых систем — направление новое, но крайне перспективное

Ученые Дальневосточного федерального университета (ДВФУ) совместно с российскими и зарубежными коллегами получили образцы нанопористых структур из никеля. Особенности нового материала позволяют увеличить полную площадь его поверхности до 400 раз.
Добавить в закладки
Комментарии

Существенное увеличение площади материала открывает широкие возможности его применения в энергетике, химической промышленности и других практических сферах. Результаты исследования опубликованы в авторитетном международном издании Applied Surface Science.

Как сообщил участник исследования, доцент кафедры компьютерных систем Школы естественных наук ДВФУ Александр Самардак, создание магнитных пористых систем — направление малоизученное, но очень перспективное. Пористые материалы по своей структуре аналогичны обычной губке, которая может вмещать в себя значительные объемы веществ и имеет намного большую полезную площадь по сравнению со своими размерами.

Фото предоставлено пресс-службой ДВФУ

«У полученных нами структур поры очень маленькие — 4-5 нанометров, но благодаря им полная площадь поверхности материала увеличивается в 400 раз. Эти уникальные свойства имеют широкий потенциал применения. Из таких материалов можно создавать фильтры для очистки и адсорбции магнитных частиц, устройства для хранения веществ, в частности для водородных двигателей, где нужны ячейки для топлива. В перспективе они могут быть применимы в производстве солнечных и литий-ионных батарей, в наноэлектронике и автомобилестроении», — отметил Александр Самардак.    [ ... ]

Читать полностью