Российские ученые создали новый метод получения наночастиц

12.10.2018 12:01
ИЯФ им. Г.И. Будкера, фото ©l-boris.complexdoc.ru

Новосибирские ученые разработали способ получения нанопорошков и суспензий для химической и иных отраслей промышленности. Новая технология, основанная на терагерцовом излучении, позволяет изготавливать порошки с однородными частицами до 100 нм.

Над проектом работали специалисты Института ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) и Института химической кинетики и горения им. В.В. Воеводского СО РАН (ИХКГ СО РАН). Ученые проводили исследования на Новосибирском лазере на свободных электронах (ЛСЭ) в «Сибирском центре синхротронного и терагерцового излучения».

Как отмечает ИЯФ им. Г.И. Будкера СО РАН, обычно нанопорошки создают, измельчая «исходники» в специальных мельницах. Однако при этом возникают проблемы: вещества могут вступить в реакцию друг с другом и трудно получить частицы одинакового размера. В ходе экспериментов ученые обнаружили феномен, который позволил разработать новую технологию.

По словам старшего научного сотрудника ИХКГ СО РАН Александра Козлова, подвергая воздействию лазера диатомовые водоросли, которые находились в латунном контейнере в воде, специалисты заметили, что раствор окрашивается.

«В ходе исследований мы пришли к выводу, что под действием излучения у нас получилась своеобразная латунная стружка, которая и послужила “красителем» для раствора”», – сказал ученый.

Специалисты после латуни аналогично поэкспериментировали с другими материалами, и в конечном счете выяснили, что терагерцовое излучение разрушает почти все твердые объекты. При этом важно соблюдать обязательное условие – тонкий слой воды, поскольку без него излучение отразится от поверхности материала. Вода в данном случае играет роль преобразователя оптического излучения в ультразвук.

Однако нанопорошки в больших количествах пока получать сложно из-за «глубины» воздействия в несколько микрон. Для изготовления одного грамма порошка потребуется целый день. Решение проблемы – новая «проточная» установка, которая будет непрерывно работать.

Отметим, это далеко не первая разработка российских ученых в сфере наноиндустрии для ЛКМ. Так, сотрудники Новосибирского института теоретической и прикладной механики СО РАН создали нанопорошок таркосил, способный изменить свойства ЛКМ, и технологию его получения. Специалисты Иркутского технического университета (ИрНИТУ) запатентовали в Германии устройство для извлечения наночастиц из отходов кремниевого производства. Технология способна значительно снизить себестоимость целевых нанопродуктов и расширить сырьевую базу для производства готовых стройматериалов.