Новости

14 декабря 2018
Ученые ДВФУ предложили новый метод расчета пористости прозрачных материалов

Responsive image

Молодые ученые Дальневосточного федерального университета (ДВФУ) разработали уникальный метод расчета пористости прозрачных материалов. Используя его, технологи и материаловеды смогут быстро, точно и без разрушения получать сведения о микроструктуре и функциональности монокристаллов, стекол, прозрачных керамик. Работа выполнена при поддержке 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. Это, в свою очередь, повышает точность технологий создания новых материалов.

В своем исследовании сотрудники университета применили уникальную математическую модель обсчета данных 3D-изображений дефектов в прозрачных функциональных материалах. Исходный набор экспериментальных данных получен в ДВФУ с помощью единственного в России конфокального лазерного сканирующего (КЛС) микроскопа ZEISS LSM 800.

Старший научный сотрудник Научно-образовательного центра «Нанотехнологии» Инженерной школы ДВФУ Александр Захаренко рассказал: сегодня в мире известно несколько методик, позволяющих визуализировать объемную структуру материалов. Это рентгеновская компьютерная томография (РКТ), томография с фокусированным ионным пучком (ФИП), КЛС и другие. Однако, РКТ требует синхротронный источник излучения, а ФИП разрушает исследуемый объект и не позволяет исследовать один и тот же участок дважды.

«Неразрушающий метод КЛС, который мы развиваем в ДВФУ, позволяет качественно и быстро охарактеризовать прозрачный материал и построить 3D-модель распределения дефектов. Варьируя длину волны лазерного излучения, мы можем управлять объемом сканирования и размерным порогом обнаружения дефектов — от десятков нанометров до нескольких микрон», — пояснил Александр Захаренко.

Другой соавтор работы, научный сотрудник Школы естественных наук ДВФУ Алексей Завьялов, рассказал, что все известные методы визуализации дают лишь качественную оценку микроструктуры материалов. Ключевым вопросом для команды ученых была разработка корректного метода количественной оценки пористости, которая, во многом определяет функциональные характеристики кристаллов, стекол, прозрачных керамик.

«Применив КЛС микроскопию в сочетании с оригинальным методом подсчета экспериментальных данных, мы научились корректно определять величину пористости прозрачных функциональных материалов. В результате можно считывать характеристики высокоплотных объектов на качественно новом уровне, тем самым повысив точность технологии их создания», — заключил руководитель разработки, старший научный сотрудник Школы естественных наук Денис Косьянов.

Исследование проводилось на уникальном микроскопе ZEISS LSM 800, который был закуплен для Научно-образовательного центра «Нанотехнологии» ДВФУ в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы».

Пресс-служба ДВФУ,
press@dvfu.ru