Красноярские ученые разработали простой, экологически чистый и эффективный способ получения пленок сплава железо-кобальт. Они поменяли токсичные вещества-восстановители на безопасные полисахариды. Пленки, синтезированные по новой методике, не уступают полученным традиционным методом, и имеют высокие магнитные показатели. Результаты исследования опубликованы в журнале Semiconductors.  

Пленки из сплава железо-кобальт демонстрируют превосходные магнитные свойства и широко применяются в магнитной записи, при изготовлении магнитных сенсоров, экранирующих покрытий. Одним из наиболее простых и экономичных методов приготовления сплавов железо-кобальт является химическое осаждение, в ходе которого используются соединения-восстановители. Однако использование обычных восстановителей, таких как гипофосфит или боргидрид натрия, загрязняет пленки примесями, которые нарушают их магнитные характеристики. Также такие восстановители токсичны.
 
Коллектив красноярских ученых, в состав которого вошли физики ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН», модифицировал химический метод изготовления наноструктурированных пленок железо-кобальт, использовав различные полисахариды в качестве восстановителей. Ученые отмечают, что новый метод высокоэффективен и прост.
 
Сплав железо-кобальт, из которого изготавливались пленки, был синтезирован методом химического осаждения, когда в ходе реакции элементов конечное вещество осаждается на подложке. Один из важных составляющих такой реакции — компонент-восстановитель, который помогает веществам восстанавливаться до металла и «покрывать» поверхность подложки. Ученые использовали в реакции в качестве восстановителей крахмал, сахарозу и арабиногалактан — полисахарид, который получается из древесины лиственницы сибирской. Эти вещества являются экологически безопасными, однако могут повлиять на характеристики полученного материала.
 
Магнитные свойства — один из важнейших параметров пленок. Они зависят от морфологии, кристаллической структуры и состава пленки. Эти характеристики, соответственно, зависят от содержания железа и типа восстановителя в материале, из которого изготовлена пленка. Так, к примеру, замена восстановителя на сахарозу привела к тому, что поверхность пленки состояла из более крупных и граненых металлических частиц. Арабиногалактан ее гладкой и однородной.
 
После синтеза ученые провели магнитные исследования полученных пленок. Для тех, что получили с разными полисахаридами в качестве восстановителей, были характерны высокий коэффициент предельного значения намагниченности и малое количество примесей углерода. При этом наилучший эффект наблюдался при использовании сахарозы.
 
«Перед нами стояла задача получить пленки таким методом, который бы уменьшил воздействие на окружающую среду. Традиционными методами эти пленки получаются с использованием токсичных восстановителей. Когда мы заменили традиционные химические восстановители на углеводы, получились пленки, которые по своим магнитным характеристикам не уступают известным образцам, в них мало примесей, они имеют высокое значение намагниченности, и при этом процесс производства совершенно не токсичен», — рассказала старший научный сотрудник Института физики им. Л. В. Киренского ФИЦ КНЦ СО РАН кандидат физико-математических наук Елена Александровна Денисова.
 
Работа была поддержана Российским фондом фундаментальных исследований, Правительством Красноярского края и Красноярским краевым фондом поддержки научно-технической деятельности (проект № 18-42-240006).
 
Группа научных коммуникаций ФИЦ КНЦ СО РАН

Похожие новости

  • 16/02/2021

    День российской науки — 2021

    Традиционно в честь Дня российской науки сибирские институты проводят просветительские мероприятия для студентов, школьников и всех, кто желает узнать чуть больше о большой науке. ​«Этот год был объявлен годом науки и технологий.
    5310
  • 12/02/2021

    Искусственный интеллект в борьбе с коронавирусом

    Красноярские ученые придумали, как использовать искусственный интеллект для более точного определения площади поражения легкого коронавирусом и даже прогнозировать возможные осложнения. Это позволит врачам быстро назначать больному необходимую терапию и реабилитировать его после перенесенного ковида.
    796
  • 14/12/2020

    Онлайн-семинар ИВМиМГ СО РАН по численному моделированию природных процессов

    ​​15 декабря 2020 года в 16.00 онлайн состоится заседание семинара ИВМиМГ СО РАН "Численные методы прямого и обратного моделирования природных процессов", д.ф.-м.н. Иван Гаврилович Казанцев сделает доклад "Прямое и обратное моделирование в задачах эмиссионной томографии и трансмиссионной электронной микроскопии".
    1180
  • 21/05/2019

    По итогам сочинского форума «Наука будущего — наука молодых»

    ​В Сочи завершились III Международная конференция «Наука будущего» и IV Всероссийский форум «Наука будущего — наука молодых». Мы попросили сибирских ученых, в них участвующих, рассказать, какие проекты они представляли на мероприятиях форума и с какими целями приехали сюда.
    1808
  • 09/07/2021

    Год науки и технологий/Наука и университеты: Специализированные учебные научные центры погружают детей в прикладную науку

     В Год науки и технологий Правительство РФ внесло на рассмотрение Государственной Думы законопроект о финансировании специализированных учебных научных центров (СУНЦ) из федерального бюджета, а не через систему грантов, как это было раньше.
    563
  • 29/12/2020

    Более 200 миллионов человек узнали об исследованиях ученых ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН»

    В 2020 году новости об исследованиях ученых Красноярского научного центра СО РАН увидели более 200 миллионов человек. Самыми заметными в СМИ научными результатами стали новая гипотеза о природе Тунгусского метеорита, создание теста на клещевой энцефалит на основе светящейся бактерии и обнаружение тепловых аномалий в мерзлоте после пожаров на севере Красноярского края.
    1116
  • 26/05/2020

    Наука будущего: беспилотник на солнечных батареях, обрывы проволоки и молекулярные ножницы

    Как совмещать открытия в медицине и в космической сфере, чем бактериальная целлюлоза поможет экологии планеты и можно ли излечить от болезни, отредактировав ДНК, — в материале портала "Будущее России.
    1461
  • 09/02/2021

    В день российской науки красноярские ученые рассказали о важных итогах работы прошлого года

    В 1999 году был подписан указ Президента РФ о праздновании дня российской науки. Его отмечают 8-го февраля, в день создания Российской академии наук. Традиционно в этот день академические институты открывают свои двери для всех желающих, ученые рассказывают о результатах последних исследований.
    454
  • 02/03/2021

    Ученые НГТУ НЭТИ и ИХТТМ СО РАН создали стенд для испытаний деградации аккумуляторов электромобилей

    Ученые Новосибирского государственного технического университета НЭТИ создали лабораторную установку для испытаний литиевых аккумуляторов (ЛИА) для электромобилей с целью определения деградационной стойкости аккумуляторов.
    702
  • 08/04/2021

    Ученые Красноярского научного центра СО РАН расскажут школьникам про профессии будущего и первые шаги в науку

    Краевой фонд науки подвел итоги конкурса по организации проведения мероприятий по профессиональной ориентации молодежи. Два проекта ученых КНЦ СО РАН, нацеленных на привлечение школьников в науку, получили поддержку фонда.
    419