Молодой ученый радиофизического факультета Томского государственного университета Александр Бердюгин при поддержке гранта РФФИ изучает неоднородности в композитных материалах с помощью терагерцового излучения и разработанной на конкурс «Умник-НТИ Технет» системы терагерцового имиджинга. Исследование позволит в дальнейшем повысить качество композитов, применяемых в медицине, ракетостроении, автомобильной промышленности и других отраслях. 
 
Сегодня наблюдается стремительный рост исследований, посвященных практическому применению терагерцового излучения в различных сферах науки и техники: в телекоммуникационных системах, медицине, системах безопасности, искусствоведении. Также широко разрабатываются функциональные композиционные материалы на основе углеродных нанотрубок, графена, углерода луковичной структуры и нановолокна. 

 
При получении таких материалов необходимо знать зависимость между требуемым поверхностным распределением электромагнитных параметров и основными физическими характеристиками композита: видом и структурными особенностями частиц активной фазы, их концентрацией, неоднородностью самого материала. Радиофизики ТГУ предложили решить эту задачу при помощи терагерцовой визуализации в спектрометре.

— Мы занимаемся изучением неоднородности композитов. Изготовленные нашими коллегами из НИИ образцы композитных материалов мы помещаем в терагерцовый сканер. Затем интенсивность излучения в каждой точке регистрируется, собирая изображение воедино, подобно фотографии в оптическом диапазоне. Малая длина волны (менее 300 мкм) позволяет заглянуть внутрь объекта с достаточно высоким разрешением. Так мы определяем однородность материалов, находим дефекты, трещины, при помощи нашего метода можно изучать химический состав. Также наша система может, например, «увидеть» карандашные либо угольные наброски картин под слоем краски, – рассказал аспирант РФФ ТГУ Александр Бердюгин. ​

 
Разработанное на РФФ программное обеспечение в реальном времени выдает данные о размере и локализации неоднородности в исследуемом образце композита. Из них вычисляются электрофизические параметры, которые нужны для наполнения баз данных производителей композиционных материалов. 

 
— Самая главная задача – усовершенствовать методику производства и контроля качества композитов. Полученные в терагерцовом спектре изображения мы отправляем изготовителям. Из полученных данных производитель может судить о степени однородности композиционных материалов, наличии и пространственном расположении дефектов. Это позволяет скорректировать технологию производства и повысить качество и надежность выпускаемых материалов, — пояснил Александр Бердюгин. 

 
Композиты 

 
В настоящее время ученые находятся на этапе совершенствования технологии терагерцового имиджинга материалов, повышения пространственной разрешающей способности, а также расширения функционала программного обеспечения.​

Источники

РФФ использует терагерцовое излучение для контроля качества композитов
Томский государственный университет (tsu.ru), 14/04/2021

Похожие новости

  • 10/11/2020

    Грантовые истории: молодые ученые рассказывают о своих научных проектах

    ​​​В нашем материале – о том, какими исследовательскими проектами занимаются молодые ученые и как им в этом помогают гранты. Поглотитель ультрафиолета Константин Липин из Чувашского государственного университета занимается разработкой способных поглощать ультрафиолет веществ – фотостабилизаторов.
    536
  • 15/04/2021

    Гиперзвуковые двигатели на полимерах: новая ступень развития авиации

    Аспирант физико-технического факультета ТГУ Надежда Скибина при поддержке РФФИ проводит исследование процессов, протекающих при работе прямоточного воздушно-реактивного двигателя со сверхзвуковым течением окислителя в камере сгорания.
    514
  • 27/04/2021

    В ТГУ придумали, как за 2 часа рассчитать процессы в двигателе ракеты

    ​Аспирант физико-технического факультета Томского государственного университета Александр Кирюшкин совместно с профессором кафедры математической физики ФТФ ТГУ Леонидом Миньковым усовершенствовал алгоритм расчета внутрикамерных процессов в ракетных двигателях, существенно увеличив его точность и сократив время работы до 2-х часов.
    273
  • 20/11/2020

    Исследования ученых ТГУ помогут расширить российский рынок пиротехники

    ​Младший научный сотрудник лаборатории нанотехнологий металлургии физико-технического факультета ТГУ Сергей Соколов, его научный руководитель, доктор физико-математических наук, профессор ТГУ Александр Ворожцов и ряд других ученых подготовили к публикации серию научных работ о создании высокоэнергетических материалов с повышенными энергетическими характеристиками.
    687
  • 11/10/2016

    Алмазы, выращиваемые в ТПУ, могут быть использованы для Большого адронного коллайдера

    ​Ученые лондонского университета Роял Холлоуэй (Royal Holloway, University of London, RHUL) предложили разработать новые датчики для Большого адронного коллайдера на основе тонких алмазных пленок, выращиваемых в Томском политехническом университете.
    2497
  • 13/04/2021

    Изобретение сотрудников ТУСУРа позволит защитить радиоэлектронную аппаратуру от сверхкоротких импульсов

    Сотрудники кафедры телевидения и управления ТУСУРа (заведующий кафедрой Тальгат Газизов и ассистент кафедры Антон Белоусов) предложили переосмысление традиционной реализации модальных фильтров (МФ) в сторону их исполнения в виде кабелей, в которых требования к «длине» итогового устройства будут мягче ввиду его гибкости.
    338
  • 01/04/2021

    3D-печать, нейросети и наноматериалы для «Новой медицины»

    ​Нейросети, 3D-печать имплантатов, доставка лекарств с помощью наноматериалов – об этом вы узнаете в заключительной, третьей части обзора уникальных исследований и технологий университетов Проекта 5-100 по направлению «Новая медицина».
    296
  • 29/12/2020

    Наталья Гусева: «2020 год потребовал самоотверженности и готовности к переменам»

    ​Директор Инженерной школы природных ресурсов ТПУ Наталья Гусева поделилась результатами, которых достиг коллектив школы в 2020 году, и рассказала о целях и задачах на будущий год.​   Уходящий год стал точкой отсчета новой реальности для всего мира, и, чтобы в нее «встроиться», нам пришлось многое пересмотреть и изменить в своей деятельности.
    1138
  • 06/04/2021

    В России разрабатывают гибрид ядерного и термоядерного реакторов

     Термоядерный компонент уникального гибридного реактора создали и испытали специалисты Томского политехнического университета (ТПУ) совместно с другими российскими учеными. Разрабатываемая система, по словам авторов, объединит преимущества реакторов разных типов и будет отличаться безопасностью, экономностью и компактностью.
    447
  • 15/03/2021

    Новый метод оценки спектральных характеристик молекул

    Аспирантка Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов Томского политехнического университета Анастасия Белова работает над исследованием фундаментальной темы по получению новой физической информации о структуре и внутренних свойствах молекул с помощью метода парциальных давлений.
    389