​Ученые из Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого совместно с коллегами создали многофункциональные металлические сплавы, которые под воздействием магнитного поля демонстрируют одновременно два эффекта: выделение и поглощение тепла, а также изменение размеров и объема материала.

С результатами исследования можно ознакомиться в журнале Key Engineering Materials.

Магнитострикция – это явление, заключающееся в том, что при намагничивании тела его объем и линейные размеры изменяются. Изменение формы зависит как от свойств действующего магнитного поля, так и от структуры вещества. Наибольшие изменения размеров обычно происходят у сильномагнитных материалов, таких как сплавы оксидов никеля, железа и кобальта. Однако магнитные свойства более редких металлов мало изучены и представляют сегодня большой интерес.

Ученые из СПбПУ рассчитали, что сочетание таких металлов, как тербий, диспрозий, гадолиний и кобальт, и добавление к ним алюминия позволяет добиться поглощения и выделения тепла, а также изменения размеров и формы в широком диапазоне температур, включая близкие к температуре человеческого тела. Сами сплавы изготавливали на базе Ганноверского университета.

Специалисты из Института металлургии и материаловедения РАН исследовали воздействие на сплав магнитного поля. Поверхность вещества буквально ощупывали тончайшей иголкой, похожей на звукосниматель в виниловом проигрывателе и способной так же фиксировать каждую выемку и бугорок. Ученые показали, что поверхность сплава состоит из полос, на расположение которых влияет воздействие на материал магнитного поля.

Полученный в рамках поддержанного РФФИ и выполненного в рамках государственных заданий ФАНО и Минобрнауки РФ проекта материал может использоваться при создании магнитострикционных преобразователей. Они находят свое применение в качестве датчиков, фильтров и резонаторов, преобразующих магнитное поле в механические колебания и обратно. Это необходимо, например, в устройствах для контроля целостности материала – с их помощью можно обнаруживать внутри конструкции пузырьки воздуха, которые могут привести к трещинам и разрушению. Кроме того, преобразователи могут лечь в основу более чувствительных датчиков колебаний для регистрации подземных толчков, а также источников и приемников звука для подводных исследований.

«Преобразователи на основе наших сплавов будут прочнее и долговечнее существующих аналогов и смогут работать в широком диапазоне магнитных полей. Кроме того, весьма перспективен вариант применения сплавов в медицине. Изделия из них смогут менять форму под воздействием безопасного для человека магнитного поля. Например, внутренние каркасы для артерий, путешествующие по кровяному руслу в сложенном виде и распрямляющиеся в нужном месте. Это возможно благодаря тому, что наши материалы имеют область рабочих температур, близких к температуре человеческого тела», – подчеркнул заведующий кафедрой физической электроники СПбПУ Алексей Филимонов.

Похожие новости

  • 07/12/2018

    В Москве обсудили роль науки в современном мире

    ​В центре внимания участников завершившегося в Москве X Международного научного форума неправительственных партнеров ЮНЕСКО "Наука на благо человечества" оказались вопросы о роли науки в современном мире, взаимосвязи науки и общества, значении науки в ответе на большие вызовы.
    1183
  • 03/05/2018

    Российские ученые создают систему прогнозирования наводнений

    ​Научные институты, подведомственные ФАНО России, создают отечественную систему мониторинга и прогнозирования наводнений и отображения гидрологической обстановки под названием «Простор».
    645
  • 19/03/2018

    Российские ученые разработали новый способ борьбы с турбулентностью

    ​Необычный способ борьбы с турбулентностью в авиации разработали ученые Санкт-Петербургского государственного университета (СПбГУ) и Института проблем машиноведения (ИПМаш) РАН. Для предотвращения тряски и нырков воздушного судна они предлагают оснащать его крылья "перьями" - сотнями маленьких пластинок, самостоятельно меняющих пространственное положение в зависимости от давления воздуха.
    777
  • 11/01/2019

    Главные новости сибирской науки в декабре 2018 года

    В результате анализа данных информационного портала ГПНТБ СО РАН «Новости сибирской науки» за декабрь 2018 г. выявлены самые рейтинговые сообщения по различным категориям.  В категории «Новости Минобрнауки / ФАНО» большой интерес вызвали публикации: 19 декабря – Глава Минобрнауки назвал задачи в рамках нацпроекта «Наука».
    1645
  • 10/07/2019

    В России пройдут испытания новой модели сверхзвукового самолёта

    В России в 2019 году пройдут испытания модели сверхзвукового делового самолета разработки "Туполева" со сниженным уровнем звукового удара. Его испытают в аэродинамической трубе, сообщил "Интерфаксу" источник в авиапроме.
    293
  • 13/02/2018

    Внимание чиновников к исследованиям ученых оборачивается лишь усилением бюрократического пресса

    ​Президент РФ Владимир Путин рассказал о планах по заманиванию обратно в Россию наиболее успешных ученых-россиян. Избранный в сентябре 2017 года новый президент Российской академии наук Александр Сергеев энергично взялся за дело (в минувшем январе оба президента встретились и остались довольны друг другом).
    1602
  • 07/10/2017

    Чем объясняется рост научного бюджета?

    Запущен официальный процесс формирования бюджета будущего года. На какую часть общего пирога может рассчитывать наука? Мы решили, что лучше всего об этом наверняка знают в Профсоюзе работников РАН, который держит вопросы финансового обеспечения исследовательской сферы под неусыпным надзором.
    2339
  • 27/03/2017

    Из доклада главного ученого секретаря Президиума РАН академика Михаила Пальцева

    ​​Итоги реформы Российской академии наук Прошло три с половиной года со времени принятия Федерального закона от 27 сентября 2013 года №253-ФЗ "О Российской академии наук, реорганизации государственных академий наук и внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации".
    1696
  • 27/12/2017

    Исследователи реализуют проект, позволяющий исправлять мутации ДНК митохондрий

    ​В последнее время все чаще можно услышать о тяжелых наследственных заболеваниях митохондриальной этиологии. Эти недуги вызываются дефектами митохондрий, которые являются своеобразными "энергетическими станциями" клеток организма.
    1461
  • 07/12/2017

    По итогам собрания профессоров РАН

    Собрание профессоров РАН, состоявшееся в московском Доме ученых 30 ноября 2017 года, сюрпризов не предвещало. В самом начале перед собравшимися выступил президент РАН Александр Сергеев. Он сообщил, что на Общем собрании РАН, которое состоится 29–30 марта 2018 года, помимо прочих важных дел пройдут довыборы профессоров РАН.
    1316