Российские и китайские ученые создали бессвинцовую керамику для телескопов
Российские и китайские ученые создали керамику, которая не содержит свинец. Новый материал безопаснее для окружающей среды, а его эффективность втрое выше существующих аналогов. Его можно использовать в оптике наземных телескопов для повышения точности наблюдений.
Ученые из Уральского федерального университета (УрФУ)и Сианьского транспортного университета КНР разработали электрострикционную керамику, которую можно использовать для изготовления микро- и нано-манипуляторов для современных нанотехнологий, сообщили в пресс-службе УрФУ.
«Сегодня в ряде стран введен запрет на использование свинца в электронных компонентах. Эти ограничения стимулируют исследователей во всем мире, в том числе и в России, разрабатывать керамические материалы, не содержащие свинец», — пояснил руководитель проекта, директор УЦКП «Современные нанотехнологии» УрФУ Владимир Шур. По его словам, значение электрострикционного коэффициента полученной керамики в три раза больше, чем у существующих аналогов, содержащих свинец.
Электрострикционная керамика изменяет размеры под действием электрического поля. Одним из важных направлений, в котором может использоваться такая керамика, является адаптивная оптика. В астрономии она активно применяется для исправления в реальном времени атмосферных искажений изображения, которое дает телескоп. При наблюдении за небесными телами качество изображения снижается за счет изменения плотности воздуха.
Искажения можно эффективно устранять, изменяя форму поверхности оптических элементов телескопа. Новая керамика позволит делать это с максимальной точностью и быстротой. «Наша электрострикционная керамика может быть очень полезна для создания наземных телескопов. Кроме того, возможность контролируемо, обратимо и с высокой скоростью производить перемещения с точностью до нанометра будет востребована для дальнейшего развития нанотехнологий», — отмечает Шур.
Одна из главных особенностей нового керамического материала — его чрезвычайно низкий уровень гистерезиса — менее 0,8%. Это значит, что такая керамика быстро, точно и обратимо изменяет размеры под действием электрического поля. Материал также менее опасен для окружающий среды, чем его аналоги: он содержит барий, кальций, титан и олово. Такой состав более экологичный, по сравнению с наиболее популярной современной электрострикционной керамикой, которая состоит из оксидов свинца, магния и ниобия.
Технология изготовления керамики разработана китайскими учеными, в то время как российские коллеги проводили исследования неоднородности состава и доменной структуры керамик с нанометровым разрешением. «Мы уверены, что дальнейшие совместные исследования помогут создать электрострикционный материал, который сможет заменить опасную для окружающей среды керамику для создания современных электронных устройств», — заключил Владимир Шур.
Самое популярное
