В НГУ провели исследования химических соединений, в результате которых изучен новый подкласс «дышащих» кристаллов, способных менять объем и цвет под воздействием изменений температуры. Исследования помогут в создании температурного сенсора с широко настраиваемым диапазоном. Датчики с широким диапазоном работы могут применяться в космонавтике и других отраслях.
— Дышащие» кристаллы, как класс соединений, были получены академиком В.И. Овчаренко в начале этого века в Международном томографическом центре (МТЦ) СО РАН. Их уникальное свойство — способность значительно менять объем под воздействием изменения параметров окружающей среды, таких как температура, давление или облучение светом, а потом — снова восстанавливать его, — рассказала аспирантка физического факультета НГУ Кристина Смирнова.
В настоящее время наблюдается прогресс в предсказании магнитных свойств «дышащих» кристаллов на основе их атомной структуры. Глобальная цель исследований — предсказание магнитных и других физических свойства соединений исключительно на основе их атомной структуры, без необходимости непосредственной проверки. Однако постоянно появляются новые подклассы соединений с отличающимися физическими свойствами. Один из таких подклассов — кристаллы, меняющие объем под воздействием температуры в диапазоне от -100 до 77 °C и одновременно с этим изменяющие цвет — и стали объектом исследования.
— Эти свойства позволят использовать такие кристаллы для создания сенсоров с широким и настраиваемым диапазоном работы, например, в космической промышленности, где достигаются такие температуры. Теоретически датчики с широким диапазоном смогут применяться в любой промышленности, где требуется контроль температуры, — подчеркнула Кристина Смирнова.
Исследователь отметила, что перед тем, как получать «дышащие» кристаллы с желаемыми характеристиками для создания готовых устройств, ученым предстоит проделать еще немало работы. Часть дальнейших исследований она предполагает проводить на станциях Сибирского кольцевого источника фотонов (СКИФ), оснащенных оборудованием, позволяющим изучать структуру вещества при экстремально высоких давлениях, а также проводить эксперименты для определения структуры соединений, как при обычных, так и при низких температурах, которые невозможно осуществить на обычном лабораторном оборудовании. Учитывая, что речь идет о станциях первой очереди, можно ожидать начало проведения этих экспериментов уже в конце следующего года. Создание готового устройства — отдельная инженерная и научная задача, которую можно будет решать в коллаборации с учеными из других институтов, ориентированных на создание устройства.
Исследования проводятся в рамках программы Минобрнауки России «Приоритет 2030» (нацпроект «Наука и университеты»).
