Российское образование мирового класса!

Цель Проекта 5-100 – максимизация конкурентной позиции группы ведущих российских университетов на глобальном рынке образовательных услуг и исследовательских программ.

СМИ о проекте


Российские ученые «управляют» свойствами уникальных многокомпонентных материалов

02 июня 2021 года
Автор: Пресс-служба ЮУрГУ
Фото: Пресс-служба ЮУрГУ
Источник: Научная Россия

Особые классы высокоэнтропийных оксидных соединений со структурами магнетоплюмбита и перовскита создали ученые ЮУрГУ. Результаты работы опубликованы в высокорейтинговых журналах "Ceramics International"(Q1) и "Nanomaterials" (Q1).

Исследование новых высокоэффективных функциональных материалов продолжают Южно-Уральского государственного университета (вуз – участник Проекта 5-100). Они впервые в мире создали особый класс высокоэнтропийных (содержащих не менее пяти компонентов) оксидных соединений со структурой магнетоплюмбита, а также получили новые образцы представителей класса высокоэнтропийных перовскитов и теперь изучают их свойства и возможности управления их характеристиками.

«Современная электроника идет по пути миниатюризации, и, как следствие, ужесточаются требования к возможности оптимизации свойств кристаллов под конкретные задачи. Развитие исследований в области синтеза и изучения свойств высокоэнтропийных фаз такого рода с высокой вероятностью приведёт к созданию новых высокоэффективных функциональных материалов», – сообщил к.ф.-м.н., старший научный сотрудник НОЦ "Нанотехнологии" ЮУрГУ Алексей Труханов.

Свойства изучаемых многокомпонентных систем, отмечают ученые, тесно связаны с их структурой. Поэтому понимание взаимосвязей «свойство-состав» позволит вывести закономерности образования высокоэнтропийных соединений. Кроме того, специалисты получат информацию о возможностях плавной «подстройки» свойств кристаллов.

В исследовании участвовали не только ученые ЮУрГУ, но и их коллеги из Республики Беларусь, Китайской Народной Республики и Саудовской Аравии. Однако большая часть экспериментальной работы по синтезу и определению структурных характеристик выполнена в лабораториях Южно-Уральского государственного университета. Расчет энтропийного состояния изученных систем также выполнялся в ЮУрГУ.

«Научная идея, лежащая в основе проводимых исследований, заключается в том, что высокая энтропия смешения позволяет стабилизировать многокомпонентные кристаллические растворы. Варьируя их состав, мы можем существенно и достаточно плавно менять свойства таких материалов, добиваясь их оптимальных значений. В фазах, образованных сложными оксидами, эффект влияния высокой энтропии смешения на стабильность твёрдых растворов мало изучен. Так же как слабо изучено влияние высокой конфигурационной энтропии смешения в таких структурах на их свойства, что позволяет нам говорить о том, что теоретический уровень получаемых нами результатов сопоставим с мировым и даже опережает аналогичные зарубежные и отечественные разработки в данной области науки», – рассказал д.х.н., профессор кафедры "Материаловедение и физико-химия материалов" Политехнического института Евгений Трофимов.

Специалисты получили многокомпонентные оксидные соединения твердофазным методом – использовались только твердые реагенты без участия растворителей. Данные о стабильных режимах синтеза образцов будут использованы в дальнейших исследованиях. Также ученые проверили магнитные и микроволновые характеристики экспериментальных образцов. Это важнейшие свойства полученных соединений.

«Полученные результаты являются важным вкладом в теоретические основы планомерных исследований в рамках данного направления, которые будут направлены как на получение фундаментальных знаний, так и на прикладные разработки. Анализ полученных результатов уже позволил сформулировать рекомендации по использованию кристаллических структур, полученных в процессе исследования, для изготовления компонентов электронной техники», – прокомментировал д.х.н., директор НИИ «Перспективные материалы и ресурсосберегающие технологии», заведующий кафедрой "Материаловедение и физико-химия материалов" Политехнического института Денис Винник.

Создание на основе разработанных материалов деталей и устройств электроники – следующий шаг работы научного коллектива.

Отметим, что исследования поддержаны РНФ и выполняются в рамках проектов «Создание и исследование свойств высокоэнтропийных оксидных фаз со структурой магнетоплюмбита» и «Создание и исследование высокоэнтропийных фаз со структурой перовскита».

Оригинал статьи: https://scientificrussia.ru/news/rossijskie-uchenye-upravlyayut-svojstvami-unikalnyh-mnogokomponentnyh-materialov