На что способен новый российский материал со световыми «антеннами»19.04.2021 20:34

Материал на основе ионов европия (Eu III) со световыми «антеннами» в виде специальных молекул усиленно поглощает и испускает свет. Он может стать основой широкого спектра других соединений-светопреобразователей. Некоторые из них можно применять, чтобы увеличить КПД солнечных панелей, другие — использовать в виде добавок к твердым материалам, чтобы визуально наблюдать места наибольшего напряжения материала при нагрузках, — например, определять с высокой точностью наличие микротрещин на крыльях самолетов или в других деталях.

Применив метод молекулярного дизайна, ученые ДВФУ и ДВО РАН получили материал со световым «антеннами», светопреобразователь на основе редкоземельных металлов. Используя его, можно увеличить КПД солнечных панелей и визуально определять места напряженности в других материалах

Ученые из Дальневосточного федерального университета (ДВФУ) и Института химии ДВО РАН опубликовали в журнале Spectrochimica Acta, статью, где рассказали об электронной структуре химических соединений на основе ионов европия (Eu (III) — тяжелого редкоземельного металла. Результаты получены благодаря развиваемому в ДВФУ и ДВО РАН методу молекулярного дизайна. На основе большой базы знаний исследователи создают теоретическую модель и вносят изменения в молекулу, чтобы поменять или улучшить её свойства. Если они замечают в полученном «эскизе» что-то интересное, то проводят синтез и экспериментально подтверждают теоретическую модель.

«Мы идем от теории к практике, изучая электронную структуру химического соединения и детально разбираясь в механизме/причинах люминесценции комплексных соединений редкоземельных элементов (лантаноидов). Таких исследований мало, в силу сложности анализа. К слову, выходной файл расчета одного соединения занимает 20МБ, на одно вещество таких файлов приходится около 5, — говорит один из авторов исследования, кандидат физ.-мат. наук Антон Шурыгин, сотрудник Центра фундаментального материаловедения ДВФУ и ДВО РАН. — Один из интересных результатов, который наша команда получила при молекулярном моделировании лантаноидов — обнаружение механолюминесцентных свойств полученных соединений. Имея вид кристаллического порошка, они «реагируют» на попытку «раскрошить» кристаллы, испуская видимый свет или генерируя электрический ток. Например, тонкое покрытие на крыле самолета позволит фиксировать образование микротрещин. Если добавить такой порошок в бетон, можно будет визуально фиксировать деформацию строительных сооружений».

Схема ДВФУ

Популярная Механика прочитано 6362 раза