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.
В ЮФУ создали материал на основе наночастиц золота, который изменит оптику и энергетику
Российские исследователи из ЮФУ и РХТУ сделали важный шаг в развитии фотоники, создав и изучив свойства уникального материала с аномально широкой полосой локализованного поверхностного плазмонного резонанса. Основой разработки стали наночастицы золота, сформированные внутри стекла. Новые свойства материала открывают широкие перспективы для создания высокоэффективных устройств, включая солнечные батареи.
Плазмонный резонанс — явление, которое используется в фотонных приборах. Сейчас почти вся техника работает на электронах в полупроводниковых материалах. Идея фотоники — заменить полупроводниковые технологии фотонными, то есть вместо управления электронами, текущими по полупроводниковым схемам, перейти к управлению фотонами. Это сложнее, но выгода может быть невероятной — как по скорости работы такого устройства, так и по его энергоэффективности.
Также эффект плазмонного резонанса используется в различных биомедицинских датчиках. Но как работает плазмонный резонанс? При воздействии света на наночастицу металла возникают колебания электронной плотности внутри вещества. Под воздействием поля электромагнитной волны свободные электроны в металле смещаются в его сторону. При этом электроны притягивают обратно положительно заряженные частицы, и происходит колебание. Частица такого колебания и называется плазмоном.
Как и у любого колебания, у плазмонных колебаний существует резонансная частота, и при определенной частоте волны возникает резонанс, который выражается в резком усилении поглощения металлом света определенной частоты. При этом частота и характер резонанса может меняться при изменении формы и размера наночастиц, а также при «окружении» их диэлектриком — например, стеклом.
Ученые Южного федерального университета вместе с исследователями Российского химико-технологического университета разработали и изучили материал с очень широкой полосой поверхностного плазмонного резонанса — более 1000 нанометров. Это означает, что материал способен поглощать волны в широком спектре частот.
Это наночастицы золота, осажденные на особо чистом стекле на основе оксидов цинка, алюминия и кремния. К тому же было выяснено, что полосу резонанса можно очень точно варьировать (изменять по ширине и «сдвигать» в разные стороны спектра), меняя температуру при синтезе. Исследователи предполагают, что такая аномальная ширина полосы плазмонного резонанса вызвана связью между частицами, которая возникает при разделении фаз термически обработанного стекла.
Новый материал может быть применим в фотонике, биомедицине, а также может использоваться в солнечной энергетике для сбора энергии, приходящей от Солнца в широком интервале длин волн. Он будет способен запасать энергию и отдавать ее на другие элементы — солнечные батареи и нагревательные элементы. Ключевой момент здесь — прозрачность материала.
«В нашем материале в прозрачной матрице стекла присутствуют наночастицы золота, причем эти наночастицы спонтанно формируют группы, и это приводит к появлению необычных свойств — очень широкого диапазона поглощения», — рассказывает доктор физико-математических наук, профессор кафедры теоретической и вычислительной физики ЮФУ Леон Авакян. Исследование, результаты которого опубликованы в журнале Ceramics, поддержано грантами Российского научного фонда.
Telegram 
Дзен 
VK Энтомологи сравнили устойчивость коммерческих и диких гибридных медоносных пчел к главному паразиту ульев — клещу варроа. Полевые и лабораторные тесты показали, что гибриды заражаются в пять раз реже, поскольку их личинки не нравятся паразитам. Пчела-гибрид выживает без регулярных химических обработок и, что важно для пчеловодов, сохраняет миролюбивый характер.
Ученые давно знают как с хорошим приближением прогнозировать рост поверхностей. Но экспериментально подтвердить точное соответствие реальных процессов и модели — гораздо более сложная задача, у которой, тем не менее, есть решение.
На Меркурии может появиться первый в истории «вечный рассвет»: ученые предложили отправить туда планетоход, который будет постоянно ехать вдоль границы дня и ночи. Подход открывает путь к изучению одного из самых загадочных миров Солнечной системы без риска разрушительного перегрева.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
Ученые давно знают как с хорошим приближением прогнозировать рост поверхностей. Но экспериментально подтвердить точное соответствие реальных процессов и модели — гораздо более сложная задача, у которой, тем не менее, есть решение.
Окаменелые остатки рептилии возрастом 289 миллионов лет сохранили полное анатомическое устройство грудной клетки ранних покорителей суши. Благодаря нетронутым хрящам исследователи реконструировали механику первого полноценного реберного дыхания. Наличие в тканях оригинальных белков подтвердило, что сложные органические молекулы способны сохраняться в палеонтологической летописи почти на 100 миллионов лет дольше, чем считалось.
В парках некоторых стран все чаще можно заметить странную картину: синицы и воробьи вместо пуха и веточек приносят в клювах сигаретные окурки. Орнитологи из Польши решили выяснить, зачем птицы выстилают гнезда мусором, пропитанным никотином. Оказалось, пернатые нашли способ использовать вредную человеческую привычку для защиты своего потомства. Но, как это часто бывает в природе, у медали есть обратная сторона.
Марсоход «Персеверанс» обнаружил в камнях на кромке кратера Езеро спектральные признаки минерала корунда, из которого на Земле образуются рубины и сапфиры. Такие спектры на Красной планете зарегистрировали впервые. Теперь ученые пытаются понять, при каких процессах он мог там сформироваться, ведь условия на Марсе заметно отличаются от тех, в которых корунд обычно образуется на Земле.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
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