​Ученые Томского политехнического университета разработали быстрый и экономичный способ получения порошков, состоящих из полых микросфер магнетита (разновидности оксида железа), для создания материалов, поглощающих СВЧ-излучение.

Из таких материалов можно изготавливать обшивку для военной техники, делая ее невидимой для радаров, а также защищающие от электромагнитного излучения покрытия для высокотехнологичных устройств. Кроме этого, получаемые учеными микропорошки могут быть использованы в области водородной энергетики и медицине, - для транспортной доставки лекарств, а также лечения плохой свертываемости крови.

"Микрочастицы магнетита (Fe3O4) обладают уникальным набором магнитных характеристик, что делает данный материал перспективным для использования в поглотителях СВЧ-излучения", - рассказывает сотрудник Отделения электроэнергетики и электротехники Инженерной школы энергетики Томского политехнического университета (ТПУ) Иван Шаненков.

Ввиду полой структуры и хороших магнитных свойств, частицы магнетита способны поглощать до 99,99% электромагнитного излучения в диапазоне частот от 4 до 12 ГГц.

Сотрудники лаборатории ТПУ получают и другие разновидности оксидов железа в форме нанодисперсных и ультрадисперсных порошков. Например, альфа-фаза оксида железа служит основой для универсального дакстилоскопического порошка. Также ученые успешно синтезируют очень редкую эпсилон-фазу оксида железа, причем с высокой чистотой - до 90%.

 

Фото: Иван Шаненков демонстрирует установку для плазмо-динамического синтеза. 


Установка для плазмо-динамического синтеза "Помимо нас это под силу только двум научным группам в мире: одна из них из Японии, другая из Чехии, - отмечает Иван Шаненков. - Эпсилон-фаза - это полиморф оксида железа (II), который может быть получен только в лабораторных условиях и не имеет аналогов в природе. Преимущества этого материала в том, что он имеет самую большую коэрцитивную силу среди простых оксидов металлов (23 кЭ). Чем большей коэрцитивной силой обладает магнит, тем он устойчивее к размагничивающим факторам. Поглощение электромагнитного излучения у полиморфа оксида железа (II) на радиочастотах в 10 раз выше, чем у магнетита. Всего по теме исследований эпсилон-фазы в мире сегодня опубликовано не более 100 научных статей.".

Новый метод позволяет получать разные фазы оксидов железа за одну миллисекунду, в то время как аналогичные химические технологии требуют для этого от суток до трех недель. Кроме того, способ ТПУ еще и ресурсоэффективен: оксиды железа получают из простых водопроводных труб, а энергозатраты на один производственный процесс составляют около 5 рублей.

Получают оксиды железа ученые на уникальной установке - ускорителе плазмы, разработанном профессором Отделения электроэнергетики и электротехники ТПУ Александром Сивковым. В ускоритель монтируется отрезок стальной водопроводной трубы длиной примерно 20 см, который выступает в роли рабочего электрода. В ускорителе зажигается плазма, плазменный разряд проходит через стальную трубу, собирает с ее стенок металл и попадает в камеру-реактор, заполненную кислородом. В результате быстропротекающей плазмохимической реакции синтезируются нано- и микрочастицы оксида железа. Причем, по своим свойствам они отличаются от оксидов железа, получаемых химическими методами, что вызывает интерес к нашей разработке со стороны коллег, как в России, так и в мире.

Так, недавно разработкой заинтересовался и московский НМИЦ гематологии. Получены доказательства улучшения свертываемости крови при применении пластырей с порошком, что в перспективе может стать спасением для пациентов с гемофилией.

Кроме этого, магнетит используется в медицине как транспортная ячейка для лекарственных препаратов. Причем, сами частицы магнетита абсолютно безвредны для организма и легко из него выводятся.

Также полученные порошки можно использовать как маскирующее покрытие для военной техники, - радиолокационная аппаратура не будет видеть ее на специальных частотах. Кроме того, покрытия из магнетита можно применять для защиты оптоволоконных кабелей и другого IT-оборудования от высокочастотных помех при высокоскоростной передаче данных.

Добавим что, исследования свойств получаемых на уникальном ускорителе ТПУ порошков проводится томскими учеными совместно с коллегами из Цзилиньского университета (Китай) в рамках совместного гранта Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ 17−53−53038 ГФЕН_а), полученного на 2017−2018 годы.

"В рамках гранта мы исследуем условия синтеза и абсорбционные свойства получаемых нами порошков оксида железа. Наша часть работы состоит в определении оптимальных условий синтеза и параметров системы, при которых получаются порошки различного фазового состава. А наши китайские коллеги под руководством профессора Гуаншэ Ли и профессора Хань Вэя - одного из первых иностранных выпускников аспирантуры ТПУ, - детально изучают микроструктуру и магнитные свойства получаемых нами разновидностей оксидов железа. Сейчас мы планируем продлить грант РФФИ на второй год, чтобы провести исследование радиочастотных свойств эпсилон-фазы оксида железа", - заключает Иван Шаненков.
 

Источники

В Томске создан поглощающий излучение порошок для "невидимой" техники
Новости@Mail.ru, 06/03/2018
В Томске создан поглощающий излучение порошок для "невидимой" техники
Новости@Rambler.ru, 06/03/2018
В Томске создан поглощающий излучение порошок для "невидимой" техники
РИА Новости, 06/03/2018
В Томске создан поглощающий излучение порошок для "невидимой" техники
Newsmir.info, 06/03/2018
В Томске создан поглощающий излучение порошок для "невидимой" техники
ГлобалОмск.ру (globalomsk.ru), 06/03/2018
В Томске создан поглощающий излучение порошок для "невидимой" техники - новости на сегодня 06.03.2018
News2world.net, 06/03/2018
В Томске создан поглощающий излучение порошок для "невидимой" техники
Hi-tech@Mail.Ru, 06/03/2018
Невидимые материалы: российские ученые усовершенствовали стелс-технологии
ПолитРоссия (politros.com), 07/03/2018
Порошки для "невидимой" техники будут получать в Томске из водопроводных труб
123ru.net, 12/03/2018
Ученые ТПУ придумали, как за миллисекунду получать порошки оксидов железа, применяемые в медицине и для создания «невидимой» техники
Томский политехнический университет (tpu.ru), 12/03/2018
Ученые Томска нашли новые способы производства нанопорошка для стелс и медицины
Absolut TV (absoluttv.ru), 13/03/2018
Томские ученые нашли способ быстрого получения оксида железа для поглощения излучения
Новости@Rambler.ru, 13/03/2018
Томские ученые нашли способ быстрого получения оксида железа для поглощения излучения
ТАСС, 13/03/2018
В Томске из водопроводной трубы сделают "невидимое" покрытие для военной техники
Tomsk.4geo.ru, 14/03/2018
В Томске из водопроводной трубы сделают "невидимое" покрытие для военной техники
Чердак (chrdk.ru), 13/03/2018
В Томске из водопроводной трубы сделают "невидимое" покрытие для военной техники
Новости@Rambler.ru, 13/03/2018
Ученые ТПУ нашли способ получать порошки оксидов железа для медицины и создания "невидимой" техники
Эксперт-Сибирь (expertsib.ru), 14/03/2018

Похожие новости

  • 03/08/2018

    Томские ученые помогут совершенствовать защиту аппаратуры на космических кораблях

    ​Ученые лаборатории "Безопасность и электромагнитная cовместимость радиоэлектронных средств" (БЭМС РЭС) Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР) работают над устройствами, которые помогут усовершенствовать защиту радиоэлектронной аппаратуры космических аппаратов от внешних электромагнитных воздействий.
    247
  • 03/02/2017

    ТУСУР получит патент на изобретение

    ​Значимость изобретения томских ученых высока, поскольку запатентовано не устройство, а способ - способ компоновки печатных плат для цепей с резервированием (заявка № 2015137532, приоритет 02.09.2015).
    949
  • 09/01/2017

    В Томские ученые разрабатывают метод спектроскопической диагностики газов

    ​Ученые Томского государственного университета (ТГУ) разрабатывают методы спектральной диагностики газов, которые выделяются при сгорании топлива в двигателях автомобилей, при работе промышленных предприятий и при окислительных процессах, происходящих при различных природных явлениях - например, извержении вулканов.
    716
  • 01/07/2017

    Ученые ТПУ разработали программный комплекс, который помогает производствам не обанкротиться

    ​Ученые из Юргинского технологического института (ЮТИ) ТПУ создали программный комплекс, помогающий производствам избежать риска банкротств. Система оценивает финансовый климат предприятия, находит слабые места в его экономике, а также предлагает варианты решения имеющихся проблем, с учетом возможностей конкретной организации.
    658
  • 27/11/2018

    RoboCup ускорил развитие образовательной робототехники в России

    Участие россиян в соревнованиях RoboCup способствует продвижению отечественных разработок в сфере образовательной робототехники, сообщается на сайте Томского госуниверситета систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР) со ссылкой на выступление специалиста вуза Евгения Шандарова на форуме "Когнитивная робототехника".
    376
  • 24/03/2016

    Томские ученые исследуют поведение льда и каменного угля

    ​Программу, которую разрабатывают механики НИИ ПММ Томского госуниверситета (ТГУ), можно будет использовать при строительстве и добыче полезных ископаемых за Полярным кругом. Сегодня в науке известно и описано более 15 видов льда, как поясняет сотрудник лаборатории "Исследования поведения природных материалов при взрывном нагружении" Максим Орлов, но его структура настолько сложна, что трудно спрогнозировать его поведение при динамических нагрузках.
    1047
  • 26/06/2018

    Молодой ученый ТПУ исследует влияние состава горючих материалов на процесс тушения лесных пожаров

    ​Старший преподаватель Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов Томского политехнического университета Алена Жданова стала победителем конкурса молодых исследователей «Мой первый грант» Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ).
    348
  • 17/06/2016

    Ученые ТПУ создают протез, управляемый электрическими сигналами мышц

    Ученые Томского политехнического университета (ТПУ) планируют к 2018 году создать протез, который будет управляться сигналами мозга и двигаться, как здоровая конечность, сообщила пресс-служба вуза.
    1102
  • 28/08/2017

    Ученые ТУСУРа получили два патента на оригинальные изобретения

    ​Сотрудники научно-исследовательской лаборатории "Безопасность и электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств" (НИЛ "БЭМС РЭС") ТУСУРа разработали оригинальные конструкции климатической экранированной камеры и стола для биологических исследований.
    746
  • 12/07/2017

    Робота-врача для военных создадут томские медики и инженеры​

    Ученые из НИИ кардиологии Томского национального исследовательского медицинского центра и Томского политехнического университета (ТПУ) планируют создать мобильного робота, который сможет оказывать первую медицинскую помощь пострадавшим в местах военных действий и ЧС.
    825