​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

  • 29/07/2020

    Россия и ЮАР провели 12-ую сессию Совместной Российско-Южноафриканской комиссии по научно-техническому сотрудничеству

    Были достигнуты договоренности о подготовке новой редакции Соглашения о сотрудничестве РАН с Академией наук ЮАР и о проработке возможностей участия ЮАР в российских крупных научно-исследовательских проектах.
    931
  • 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.
    1319
  • 20/07/2020

    Министр обещает ответить на все вопросы ученых - о «Прямом разговоре» Минобрнауки и РАН

    Проведенную на днях в формате видеоконференции встречу министра науки и высшего образования РФ Валерия Фалькова с членами и профессорами РАН назвали оригинально – «Прямой разговор». Что-то среднее между «прямой линией» и задушевной беседой.
    1324
  • 14/09/2020

    Состоялась V Всероссийская научно-техническая конференция «Климат-2020: современные подходы к оценке воздействия внешних факторов на материалы и сложные технические системы»

    10-11 сентября 2020 года прошла в онлайн-формате V Всероссийская научно-техническая конференция «Климат-2020: современные подходы к оценке воздействия внешних факторов на материалы и сложные технические системы».
    1442
  • 15/04/2021

    Валерий Фальков посетил площадки крупнейшего в России производителя топливных элементов

    ​Министр науки и высшего образования РФ Валерий Фальков и Председатель Правления УК «Роснано» Сергей Куликов посетили производственные площадки крупнейшего в России разработчика и производителя топливных элементов «ИнЭнерджи».
    607
  • 08/02/2021

    Научные фонды помогают сближению культур

    Совместным российско-британским программ исследований и их финансированию был посвящен недавний онлайн-форум, организованный посольством Великобритании в Москве, Британским советом и Аналитическим центром международных научно-технологических и образовательных программ.
    971
  • 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.
    3951
  • 10/02/2021

    «Надо оставить межведомственные дрязги в прошлом»: репортаж с заседания Совета по науке и образованию при президенте РФ

    Как заставить разобщенные инстанции работать согласованно, что общего у парадокса Зенона с мозгом и Вселенной, куда деваются деньги «майских указов» и есть ли точки соприкосновения между речами об успехах российской науки и мнением тех, кто этих успехов добивается, в репортаже Indicator.
    734
  • 03/09/2020

    Глава РАН обратится к руководству страны: о внеочередном заседании президиума Академии наук

    ​​​На «экстренном» заседании президиума РАН академики опротестовали ограничение их прав на проведение экспертиз ряда вузов и Курчатовского института. В сложившейся ситуации главе Академии рекомендовано обратиться напрямую к руководству страны.
    1365
  • 11/12/2020

    Валерий Фальков: Идеи, которые рождаются в стенах университетов, должны найти продолжение на производстве

    «Цель выставки – демонстрация взаимодействия российских университетов и научных институтов с предприятиями реального сектора экономики, бизнеса и индустриальных партнеров. Те идеи, которые рождаются в стенах университетов, на предпринимательских площадках должны найти продолжение на производстве, стать частью индустрии и продуктами мирового уровня», – отметил глава Минобрнауки России.
    815