Тема фундаментальных исследований связана с созданием новых свойств лазеров и сохранением энергии. Результаты сотрудничества, новые планы и перспективы были озвучены вчера на крупнейшей международной конференции по нанотехнологиям, которая проходила в УрФУ с 25 по 28 августа. Более 200 ученых со всего мира обсуждали вопросы сканирующей зондовой микроскопии и сегнетоэлектрических материалов, которые могут стать часть нового высокотехнологического будущего.

– Энергетические проблемы сегодня одни из самых важных в мире и разработка новых элементов питания требует новых подходов, в частности, новых видов керамики и электродов, – говорит главный научный сотрудник кафедры физики конденсированного состояния и наноразмерных систем, профессор, директор Уральского центра коллективного пользования «Современные нанотехнологии» Владимир Шур. – Задачи ставятся глобальные, например, увеличение емкости батарей для электромобилей. Мы не сможем начать ими пользоваться, пока не будет создана достаточная мощность для передвижений. Но чтобы понять за счет чего это возможно, надо исследовать материал на наноуровне. Сделать это можно с помощью сканирующей зондовой микроскопии, которой посвящена часть конференции. Это совершенный метод, позволяющий изучать свойства с наноразрешением. Все это, при помощи и поддержке наших иностранных коллег, возможно в нашей лаборатории.

По словам Владимира Яковлевича никто в мире этим еще занимался, проект по-настоящему глобальный, и Уральский федеральный университет один из мировых лидеров в этом направлении. Что важно, исследование свойств дает представление о том, как их можно менять. В качестве примера можно привести температурный диапазон работы качественно новых типов батареи. Если сейчас этот предел определяется в 100 градусов, то в будущем его можно расширить до 200 градусов. Раз растет «выносливость» материала, растет и широта применения.

– Еще одно направление в нанотехнологиях, над которым мы работаем, это лазеры, – продолжает Владимир Шур. – В различных сферах – от измерения расстояния в Космосе до медицинских исследований –используются лазеры, излучающие волны определенной длины, и перспективность наших исследований в том, чтобы сделать такие элементы, которые смогли преобразовывать одну длину волны в другую. В этом нам также помогают наши китайские партнеры, выращивающие уникальные кристаллы, с помощью которых можно сделать преобразователь.

Научный сотрудник лаборатории сканирующей зондовой микроскопии УрФУ Антон Турыгин объясняет, что исследования проводятся с помощью специальных датчиков сканирующего зондового микроскопа. Поверхность материала – нанокристалов или полимеров исследуется с помощью иглы с закруглением в несколько нанометров, которая сканирует и визуализирует доменную структуру (совокупность макроскопических областей – прим. автора).

– Это уникальный метод не только в плане детальности исследования, но и с точки зрения безопасности. Мы изучаем свойства в наномасштабе без химического травления, то есть, он не разрушает сам материал, – поясняет научный сотрудник.

Лаборатория сканирующей зондовой микроскопии – важнейшее звено в данном международном проекте. Именно здесь детализируются признаки образцов керамик, тонких пленок, монокристаллов, синтезируемых китайскими и российскими партнерами. Чем доскональнее будет изучена доменная структура материалов в образцах, тем точнее будут сделаны будущие приборы и устройства.

– Исследование свойств, взаимодействия элементов позволяет понять, как их можно по-новому соединить и улучшить на наноуровне. Например, в ближайшем будущем это позволит создать уже новый тип карт памяти – более емких. Или получать более точные источники излучения для сканирования человека, в том числе и медицине, – заключает Антон Турыгин.