Алтайские ученые одними из первых в мире начали разработку квантовых аттосекундных нанотехнологий
Ученые Алтайского государственного университета (АлтГУ) одними из первых в мире начали разработку квантовых аттосекундных нанотехнологий. Этим направлением уже несколько лет занимается научный коллектив под руководством заведующего кафедрой физической и неорганической химии АлтГУ, доктора физико-математических наук, профессора Сергея Безносюка. Ученые разрабатывают аттофизическое направление по созданию наноэлектромеханических матриц, защищающих природные объекты от разрушающего воздействия экстремальных механических ударов, температур, давления, радиации.
«Абсолютно в любом материале, от древесины и металла до биологических объектов, можно с помощью специальной обработки аттосекундным импульсом жесткого ультрафиолета или мягкого рентгена активизировать защитную подсистему. Эта подсистема представляет собой матричную сетку интерфейсов из активных подвижных элементов, которые наделяют материал защитными свойствами. На удар извне подсистема реагирует настолько быстро, что за десятки аттосекунд, то есть 10 в минус семнадцатой секунды, успевает распределить этот удар по нанометровой площади материала, рассеяв его. Например, когда медная микропуля бьет по графеновому листу толщиной в один атом углерода, то весь лист, матрица материала, успевает целиком подстроиться и отбросить микропулю как пружинный матрас. Вся эта так называемая мягкая матричная система защищает материал от разрыва при ударе не только микропулей, но и от любого другого экстремального воздействия. Физика этих адаптационных явлений, когда за доли секунды активизируется защитная матрица материала, в настоящее время и называется аттофизикой. Это передний край современной нанонауки, где происходят сверхбыстрые импульсные процессы аттосекундной длительности», - говорит профессор.
Ученые АлтГУ развили общий теоретический подход в области аттофизики наноматериалов, который позволяет предсказать, какой диапазон воздействия и в каком временном интервале активизирует защитную электромеханическую матрицу объекта. «Мы фактически построили теорию этого вопроса и провели прикладные расчеты по особенности реакции конкретных материалов (графена, металлов, пластмасс, полупроводников) на аттосекундные импульсные процессы», - уточняет профессор Безносюк. Как отмечают в пресс-службе вуза, чтобы активизировать защитную матрицу материала, нужен компактный импульсный аттосекундный лазер на свободных электронах, созданием которого в настоящее время занимается международный научный консорциум во Франкфурте.
В 2015 году Постановлением Правительства РФ учреждена Программа фундаментальных исследований «Перспективные материалы для новых технологий и надежных конструкций». Она направлена на создание материалов будущего, которые будут работать в экстремальных условиях Арктики, на нефтяных шельфах, в условиях космоса, медицине, ядерной и водородной энергетике. В рамках этой программы и будут развиваться отечественные работы в области аттосекундных нанотехнологий материалов для экстремальных условий. Об этом информирует Главное управление образования и науки Алтайского края.