Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
Новые материалы улучшат датчики для «умного дома»
Коллектив российских ученых синтезировал и исследовал галлий-замещенный гексаферрит бария. Исследование будет полезно для оптимизации процесса модифицирования ферритов и производства датчиков, работающих в широком температурном диапазоне, например, для системы «умного дома».
Результаты работы опубликованы в журнале Ceramics International. Современные здания оборудованы системами противопожарной безопасности. Благодаря «умному дому» при входе человека в помещение автоматически включается свет и климат-контроль. Бесперебойную работу названной электронной продукции обеспечивают входящие в ее состав датчики. Так именуют устройства, которые фиксируют изменения определенного параметра среды: влажности, давления, концентрации веществ — и преобразуют их в электрический сигнал.
Для усовершенствования электроники необходимы новые функциональные материалы, в первую очередь магниты. Уникальными магнитными свойствами обладают ферриты — сложные оксиды трехвалентного железа и других металлов. Внедрение в структуру ферритов различных элементов, так называемое допирование, является перспективным способом повышения их эксплуатационных характеристик.
Коллектив российских ученых разработал метод получения и прогнозирования эксплуатационных характеристик галлий-замещенного гексаферрита бария BaFe11GaO19. Сначала ученые смешали реагенты: карбонат бария и оксиды трехвалентного железа и галлия — в количественном соотношении, необходимом для химического превращения. Смесь тонко измельчили в агатовой ступке и спрессовали в таблетки диаметром 25 миллиметров. Затем их постепенно нагрели до 1400°C, увеличивая температуру на 200°C в час. Синтез проводили в течение пяти часов. После чего образцы охладили в печи до комнатной температуры. Преимуществом описанного твердофазного синтеза является легкое внедрение в производство и масштабирование.
Скорость сканирования — 5°/мин / © S.A. Gudkova et al., Ceramics International
Для исследования структуры полученных образцов ученые применяли дифракционный структурный анализ, нейтронографию и мессбауэровскую спектроскопию. Рельеф поверхности образцов изучали методом сканирующей электронной микроскопии, а магнитные свойства оценивали на магнитометре.
С помощью рентгеновского дифрактометра были сняты рентгенограммы полученных образцов. Рассеивание рентгеновских лучей электронной оболочкой атомов изучаемых соединений позволило наблюдать дифракционную картину. Расположение и ширина пиков на ней указывают на однофазность материалов, иными словами, на однородность по составу и строению. Допирование образца галлием привело к изменению интенсивности излучения, что отразилось на форме пиков рентгенограммы, но появление новых пиков зафиксировано не было.
Установлено, что кристаллическая решетка синтезированных образцов гексагональная, как у природного минерала магнетоплюмбита. Элементарная ячейка из 64 атомов представляет собой шестиугольную призму. Она образована тетраэдрами и октаэдрами, расположенными таким образом, что каждая вершина одного тетраэдра и трех октаэдров является общей.
Поверхность материала ученые исследовали сканирующим электронным микроскопом. Прибор предназначен для формирования увеличенного изображения изучаемого объекта за счет регистрации сигналов, возникающих при подаче на объект пучка электронов, сфокусированных электромагнитным полем. Установлено, что на поверхности образцов расположены скопления агломератов из шестиугольных призм размером 10-50 мкм, также есть участки из более мелких частиц. Замещение железа галлием искажает кристаллическую решетку кристаллов и влияет на строение частиц.
«Замещение железа галлием в структуре гексаферрита бария почти в 20 раз снижает температуру Кюри, — сказала Светлана Гудкова, заместитель заведующего лабораторией полупроводниковых оксидных материалов МФТИ. — Благодаря этому синтезированный нашей командой материал можно использовать при изготовлении датчиков, устанавливаемых даже в живых системах».
Надо отметить, что температура Кюри исходного гексаферрита бария составляет 457°C. Следовательно, ниже этого значения фазовое состояние и магнитные свойства соединения изменяться не будут, и срабатывание датчика тоже не произойдет. Узкий диапазон рабочих температур резко ограничивает применение датчиков.
При определенных условиях модифицирования ферритов температура Кюри может быть снижена до комнатной. Наибольшего эффекта ученые достигли, когда в качестве допантов использовали p-элементы с большим ионным радиусом, в частности галлий. Эти элементы занимают определенное положение в кристаллической решетке, не изменяя ее, но оказывая влияние на магнитные свойства ферритов.
В синтезированном кристалле 12k позиция железа в окружении кислорода, образующего октаэдр, наиболее благоприятна для замещения, поэтому галлий занимает именно ее. Ученые определили это, работая на мессбауэровском спектрометре. Принцип действия оборудования основан на эффекте Мессбауэра, то есть явлении испускания или поглощения гамма-излучения исследуемым веществом без потери энергии на отдачу ядра.
Рисунок 2. Кристаллическая решетка недопированного (слева) и галлий-замещенного гексаферрита бария (справа). Плоскости проведены через позиции замещения / © S.A. Gudkova et al., Ceramics International
«Нашей научной группой накоплены результаты исследований в области синтеза и изучения ферритов, использование которых позволяет целенаправленно выбирать составы под требования конкретных приложений, в частности, можно выбрать феррит с определенным интервалом рабочих температур, — заключил Денис Винник, заведующий лабораторией полупроводниковых оксидных материалов МФТИ — Это, в свою очередь, открывает возможности для выхода на новый этап прикладных исследований, а именно разработку датчиков на основе магнитов с заданными рабочими характеристиками».
Telegram 
Дзен 
VK Согласно новой гипотезе, сознание возникает не только из-за активности нейронов, но и благодаря физическим процессам — электромагнитным полям от движения жидкости в мозге. Эта модель, как и ее предшественники, пока носит теоретический характер, но предлагает нестандартный взгляд на проблему синхронизации работы разных отделов мозга.
Недавно опубликованный план терраформирования Красной планеты предусматривает насыщение ее воздуха кислородом на 99%. При этом атмосферное давление должно будет стать примерно таким, как на высоте около 13-14 километров над Землей. Специалисты считают, что в такой среде можно дышать. Более того, у них есть конкретный план по достижению этой цели.
Некоторые домашние собаки ведут себя с игрушками так, что это напоминает поведенческую зависимость у людей. В эксперименте швейцарские ученые выявили симптомы «игрушкомании» у трети псов-участников, что может говорить об их распространенности.
Согласно новой гипотезе, сознание возникает не только из-за активности нейронов, но и благодаря физическим процессам — электромагнитным полям от движения жидкости в мозге. Эта модель, как и ее предшественники, пока носит теоретический характер, но предлагает нестандартный взгляд на проблему синхронизации работы разных отделов мозга.
Креативность чаще всего ассоциируется с творчеством и искусством. Однако не всегда креатив направлен на благо. Например, схемы мошенников тоже можно назвать креативными, хотя они служат обману и личной выгоде. Такое «творчество» называют антисоциальным. К нему также относятся склонность ко лжи, оригинальной мести, злобным шуткам и розыгрышам, мошенничеству, дезинформации, политическим манипуляциям, слухам и домыслам. Психологи МГППУ рассмотрели особенности восприятия и понимания информации у людей с высокой антисоциальной креативностью и сравнили с характеристиками тех, кто обладает положительными чертами личности, в частности чертами Светлой триады — согласия, прощения и доброжелательности.
Голые землекопы живут почти 40 лет — невероятный срок для грызуна размером с мышь. Недавнее открытие китайских ученых показало, что долголетие этим животным обеспечивает необычная версия одного белка, который не просто защищает организм, а буквально чинит его изнутри — ускоряет восстановление ДНК. Новые данные могут помочь продлить и человеческую жизнь.
Посадка, включая выгорание куска степи, прошла штатно, но часть грызунов на борту погибли. Правда, погубила их не повышенная космическая радиация полярной орбиты, влияние которой на млекопитающих планировали выявить в миссии, а более банальные причины.
Археологи Института истории материальной культуры РАН (ИИМК РАН), при поддержке фонда «История отечества» в ходе раскопок обнаружили на всемирно известной стоянке каменного века Костенки-17 в Воронежской области редчайшие украшения из зубов песца и окаменелой раковины, а также уникальный для этого времени нуклеус из бивня мамонта для снятия заготовок.
Обычно выбрасываемое кометой вещество придает ей заметное ускорение. Как выяснилось, с третьим известным науке межзвездным объектом 3I/ATLAS этого практически не происходит, хотя у него есть и кома, и хвост. Астрофизики сейчас пытаются найти этому объяснение.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно