#материал

Ежегодно на промышленных предприятиях фиксируются тысячи пожаров и взрывов, многие из которых происходят из-за электростатических разрядов. При трении о волосы и внутренние детали защитной экипировки накапливается опасный заряд, который может воспламенить горючие газы, пары или пыль. Для решения проблемы сегодня создают антистатическую спецодежду. Однако для защитных касок таких решений практически нет: основное внимание разработчиков сосредоточено только на ударопрочности и эргономике. Ученые Пермского Политеха впервые предложили новый способ улучшения электростатических характеристик защитной каски. Эксперименты показали, что он снижает опасный заряд до нуля всего за две секунды — этого достаточно, чтобы предотвратить искру и исключить риск взрыва.

В Университете МИСИС усовершенствовали технологию нанесения защитных электропроводящих покрытий на медные изделия, широко используемые в качестве элементов скользящих электроконтактов, например, в токосъемниках. Метод увеличивает прочность соединения покрытий с подложкой на 17%.

Ученые Санкт-Петербургского государственного университета разработали дистанционный способ измерения нагрева микроэлектронных устройств, основанный на способности люминофора менять свое свечение при нагреве. Исследователи выполнили работу на уникальном оборудовании Научного парка СПбГУ. Благодаря этому предложенные материалы найдут применение в микроэлектронике и в медицине для прецизионного и бесконтактного контроля температуры интегральных схем и живых клеток.

Люминесцентные керамические материалы находят применение в различных областях современной техники: в качестве детекторов ионизирующего излучения, преобразователей ультрафиолетового и инфракрасного излучения в видимый свет, компонентов при изготовлении светодиодов белого света. Свойства керамик можно «подстраивать» под конкретные задачи. Например, высокие механические характеристики важны в люминесцентных керамиках, применяемых в космических исследованиях для контроля радиации, для дозиметрии потоков жестких ионизирующих излучений и для теплозащитных покрытий. Низкая пористость важна при эксплуатации в агрессивной среде.

Сегодня большая часть месторождений в России страдает от преждевременной обводненности. Это означает, что на поверхность вместе с нефтью поднимается значительное количество воды. Главная причина этой проблемы — разрушение цементного камня, который находится вокруг скважины и обеспечивает ее герметичность. В результате различных нагрузок в нем образуются микротрещины, через которые вода начинает перетекать и постепенно обводнять нефть. Однако существующие материалы, которыми сегодня цементируют скважины, не всегда обеспечивают долговечную герметичность. Ученые Пермского Политеха разработали уникальные для России материалы, которые обеспечат качественную защиту скважин от преждевременного обводнения.

Международная научная группа при участии МФТИ разработала композитный гель-полимерный электролит для аккумуляторов. Этот материал позволит создать безопасные высокомощные батареи, что важно для электромобилей, гаджетов и систем хранения энергии.

Кольский научный центр РАН известен своими разработками в области освоения минерального сырья, минералогии и горному делу, то есть науками о Земле. Дальневосточный федеральный университет и Сахалинский государственный университет расположены на побережье Мирового океана и ориентированы на морские исследования. Однако их объединение привело к созданию совершенно нового направления, связанного с «небесной» наукой о Вселенной и космосе.

У 50% женщин и 20% мужчин старше 50 лет в будущем с большой вероятностью произойдет перелом костей. К этой «тихой эпидемии» остеопороза добавляются тяжелые травмы от автокатастроф, спортивные повреждения, последствия хирургического удаления опухолей. Когда организм уже не способен восстановиться самостоятельно, нужен совершенный имплантат: он должен быстро растворяться, активно помогать заживлению и при этом быть экономически доступным. Ученые Пермского Политеха разработали методику получения пористого материала на основе фосфатов магния. На сегодняшний день разработка не имеет аналогов в России. Он может служить каркасом для новой кости и работать как долговременный контейнер для лекарств. Это повысит эффективность лечения и качество жизни пациентов, позволит быстро и физиологично восстановить сломанную кость.

Российский рынок 3D-печати к 2030 году может вырасти более чем в четыре раза, до 58,2 миллиарда рублей. Однако он критически зависит от импорта: 85% оборудования и 70% материалов остаются зарубежными. Это сдерживает внедрение перспективных технологий, таких как Metal Binder Jetting (MBJ) — струйное нанесение связующего для серийного производства металлических изделий широкого назначения. Ключевая проблема скрыта в отсутствии отечественного сырья, в том числе, полимерного связующего, «жидкого клея» для 3D-печати металлическими порошками. Ученые Пермского Политеха и ООО «НПО «Керамет» провели детальный анализ импортного состава и расшифровали его рецептуру. Это открывает путь к созданию российского аналога, снижению затрат и внедрению MBJ в нефтегазовой отрасли и авиации.

Ученые Томского политехнического университета исследовали, как добавление редкоземельных элементов (РЗЭ) с разной концентрацией влияет на формирование и свойства литиевого феррита. На сегодняшний день, этот материал используют, например, при изготовлении сердечников трансформаторов, антенн, устройств магнитной записи. В перспективе, выявленные политехниками закономерности делают литиевый феррит привлекательным для использования в СВЧ-устройствах, например, в качестве фазовращателей, переключателей, циркуляторов.

Коллектив российских ученых из МИРЭА — Российского технологического университета, Центра фотоники двумерных материалов МФТИ, Института металлургии и материаловедения им. А. А. Байкова РАН и ряда других ведущих научных центров провел глубокое исследование кристаллической структуры широко используемых пьезоэлектрических материалов на основе цирконата-титаната свинца. Используя метод рентгеноструктурного анализа, исследователи впервые смогли в деталях установить, как небольшие химические добавки кардинально меняют фазовый состав керамики и напрямую определяют ее электрофизические характеристики. Это открывает путь к целенаправленному дизайну «умных» материалов с заранее заданными свойствами для передовой электроники и сенсорики.

Российский коллектив ученых из МФТИ, Центра проблем химической физики и медицинской химии РАН, МИСИС и Томского политехнического университета совместно с сотрудниками компании «Инэнерджи» разработал новую композитную протонообменную мембрану, которая решает одну из ключевых проблем водородной энергетики — компромисс между производительностью и долговечностью топливных элементов. Укрепив «сердце» водородного двигателя каркасом из уникальных нановолокон, исследователи добились значительного повышения механической прочности и стабильности при сохранении высокой эффективности.

Ученые Томского политехнического университета провели комплексное исследование и установили, что изделия из титановых сплавов, напечатанные на 3D-принтере, подвержены наводороживанию сильнее, чем литые. Результаты исследования дают «живую» картину процессов структурно-фазовой трансформации в сплаве при наводороживании и могут помочь усовершенствовать технологии получения и постобработки аддитивно полученных титановых сплавов.

Современные вызовы в области высоких технологий — будь то создание костных имплантатов нового поколения, эффективных систем охлаждения двигателей или легких авиационных конструкций — сталкиваются с общей фундаментальной проблемой. Речь идет о необходимости одновременно совместить в одном материале несколько противоречащих друг другу свойств. Например, как создать структуру, которая будет одновременно максимально пористой для прорастания живой ткани, но при этом достаточно прочной, чтобы выдерживать механические нагрузки? Или как создать лопатку турбины, сочетающую максимальную жаропрочность с минимальным весом — ключевое требование для подъемной силы и грузоподъемности самолетов. Ученые Пермского Политеха создали уникальную программу, которая умеет проектировать материалы будущего. В отличие от обычных компьютерных программ, она не просто копирует известные решения, а действительно создает новые структуры. Результаты исследования показали высокую эффективность метода.

Физики МФТИ и Брестского государственного университет им. А. С. Пушкина создали новое стекло, активированное наночастицами магнетита и титаната бария. Оно сочетает в себе оптические, электрические и магнитные свойства, что делает его перспективным для применения в оптоэлектронике и сенсорах.

Стеклопластики — легкие и прочные композиты, заменяющие металл в строительстве, транспорте и нефтегазовой отрасли. Их применение в России растет на 10–15% ежегодно. Исследования Пермского Политеха и Сколтеха показали, что при –40°С прочность стеклопластика увеличивается на 10–15%, а при +60°С снижается на 20–25%. Это связано с изменением жесткости полимерной основы. Результаты помогут создавать более надежные конструкции для экстремальных условий, особенно в холодных регионах.

Химики смоделировали более полутора тысяч конфигураций солнечных панелей на основе нового материала, свойства которого превзошли качества обычных перовскитов. Более того, он оказался более экологичным и не менее производительным.

В конструкциях аэрокосмического назначения, например, БПЛА, а также морского транспорта и автомобилей все чаще применяют крепкий, но сверхлегкий углепластик, который по своим характеристикам превосходит высокопрочную сталь. Для активного внедрения любого материала в промышленность важно знать, какие эксплуатационные нагрузки приведут к его разрушению. Основное повреждение слоистых композитов, к которым как раз относится углепластик, при ударе — это растрескивание полимерного основания. При дальнейших нагрузках трещины распространяются, приводят к расслоению материала и разрыву волокон. Поэтому крайне важно изучать возможные механизмы деформации слоистых композитов. Ученые Пермского Политеха провели исследования с углепластиком и выяснили, какая нагрузка несет разрушающий характер. Результаты позволят спрогнозировать сценарий повреждения тех или иных конструкций, тем самым повысить их надежность.

Исследователи из Сколтеха, Университета Тромсе — Арктического университета Норвегии, Института химии твердого тела и механохимии СО РАН и их коллеги выполнили теоретический анализ свойств сверхтонких алмазных пленок и определили, какие из них наиболее пригодны для дисплеев с автоэлектронной эмиссией. Эту разновидность плоских экранов первоначально разрабатывали наравне с господствующими сейчас жидкокристаллическими дисплеями. И, возможно, альтернативную технологию рано списывать со счетов. Потенциальные преимущества — низкое энергопотребление, широкий угол обзора и безынерционность: пиксели меняют цвет быстро.

Материал на основе яичного белка в течение семи дней сохранял свойства и товарный вид клубники, папайи, бананов и авокадо.

Чешуйки морских обитателей могут стать основой для создания «биобронежилетов».

Новая разработка позволит спасти имущество людей от уничтожения огнем — даже во время стихийного бедствия.

Группа исследователей из Университета Пердью разработала новый материал, способный напрямую преобразовывать электрохимические сигналы мозга в то, что в итоге сможет интерпретировать компьютер.

Команда американских ученых разработала материал, способный самостоятельно восстанавливаться, используя углекислый газ из воздуха.

Проведя очередные работы с одними из самых ценных металлов Земли, ученые получили один из самых прочных материалов в мире.

Российские ученые совместно с греческими коллегами разработали материал, который сможет сделать из боевой машины «невидимку». Разработку уже успели назвать «уникальной».

Ученые из Поднебесной разработали бумагу, которая в не горит огне и не мокнет под водой. Новый материал по своим характеристикам не имеет аналогов в мире.

Международная группа ученых разработала полимерный пластырь, который может использоваться в операциях на сердечной мышце. Результаты исследования опубликованы в журнале Science Advances.

Исследователи из Гарвардского университета начали использовать систему машинного обучения, чтобы найти подходящее вещество для отображения синего цвета в OLED-дисплеях.

Ученые из Университета штата Колорадо создали особое антипригарное покрытие для пищевых контейнеров, которое поможет достать последние капли кетчупа из банки.

Ученые из Ливерморской национальной лаборатории разработали материал, который с помощью углеродных нанотрубок будет блокировать биологические агенты.

Дизайнер из Нью-Йорка выпустил линейку кофт, которые могут менять свой рисунок при контакте с загрязняющими атмосферу веществами.

Исследователи из Лондонского университета королевы Марии оказались на шаг ближе к созданию материала, который заставит объекты исчезнуть.

Сегодня мы поговорим про вантаблэк, который является самым темным материалом из когда-либо созданных.

Заботясь об энергетической эффективности мобильных устройств, инженеры из Лос-Анджелеса создали из переработанных материалов охлаждающую оболочку для внешних жестких дисков.

Графен – двумерный крис¬талл, состоящий всего из одного слоя атомов углерода. Внедрение в электронику этого невзрачного, на первый взгляд, материала, который пытались получить много лет, может произвести новую техническую революцию.

Твердые, прозрачные, электропроводящие и дешевые: стоимость новых материалов составляет лишь около 5% от цены аналогов, которые используются в дисплеях сегодня. Они могут найти применение в мониторах, телевизорах, смартфонах и даже «умных окнах» будущего.

Сегодня, когда 3D-принтеры осваивают все новые и новые материалы, печатая кто пластиком, кто стеклом, кто металлом, а кто и бетоном, практически все они остаются узкоспециализированными и не могут использовать несколько разных материалов, что всерьез ограничивает их применение. Лишь редкие промышленные модели способны комбинировать материалы для печати, причем стоимость такие устройств исчисляется сотнями тысяч долларов, и они недоступны большинству потребителей.

На этот раз сверхпрочный углеродный материал графен отличился в области химии – выяснилось, что он может служить катализатором, заметно ускоряя химические реакции.

Инженерам из Велкобритании удалось создать первый гибкий дисплей на основе революционного полупроводника, известного как графен.

Спинтроника на пути к полноценной реализации: ученым удалось протестировать топологический диэлектрик, который оказался более чем пригодным материалом к использованию в спиновой электронике.

Сверхпроводящий материал, предложенный Константином Новоселовым и его соавторами, должен состоять из двумерных слоев различных кристаллов: полупроводника и диэлектрика.

Хиральная симметрия, вернее - нарушение этого явления в метаматериале, было зафиксировано исследователями.

Данные материала Vantablack абсолютно уникальны. Каждая нанотрубка, из которой он сделан, в 10 000 раз тоньше волоса. Новый материал похож на черную дыру – поглощает практически весь спектр видимого света.

Исследователям удалось создать метаматериал, скрывающий в себе объекты при нащупывании. Одного слоя нового материала оказалось бы достаточно для того чтобы героиня «Принцессы на горошине» спокойно проспала всю ночь, лежа на твердом шарике. 

Новый материал, созданный специалистами Массачусетского технологического института (MIT) при помощи 3D-печати, может выдерживать вес, в 160 тысяч раз превышающий его собственный. Новый тип материалов получил название микроархитектурных метаматериалов.

Новая разработка американских ученых сделает экраны будущих мобильных устройств небьющимися.

Ученые нашли способ, обеспечивающий максимальную водонепроницаемость материалу. Вода словно мячик отскакивает от новой сверхгидрофобной поверхности.

На щите из экспериментального материала, эффективно удаляющего из атмосферы вредные вещества, напечатано стихотворение знаменитого поэта, призванное внести вклад в очищение воздуха.