Смартфон, неделями работающий без подзарядки. Или дрон, часами летающий над землей. Пока звучит как фантастика. Но ивановские ученые приближают момент, когда это станет реальностью. В Химтехе группа исследователей под руководством Ильи Браткова изучает свойства природных графитов - основы всех современных аккумуляторов. Возможности накапливать заряд у графита ограничены, говорят ученые. Но если добавить к нему другие компоненты, то можно получить композитный материал - более емкий и долговечный. Хорошо проявил себя, например, графит, покрытый наночастицами оксида олова.
“Но олово само по себе более дорогое. Меньше служит. А вот сочетание этих материалов - графита и оксида олова, позволяет получать синергетический эффект. То есть, он и дольше работает, и более емкий. Вот мы сейчас получили прирост емкости примерно на 25-30%”, - отметил Илья Братков, старший научный сотрудник кафедры технологии керамики и электрохимических производств ИГХТУ.
Современные ученые - работают на современном оборудовании. Когда речь идет про наночастицы, оптический микроскоп уже бессилен - нужен вот такой сканирующий электронный микроскоп.
Пучок электронов формируется в пушке, а затем фокусируется в магнитной колонне и попадает на исследуемый материал. И все это - в вакууме, 10 в минус третьей степени паскаля. Для особой точности измерений.
“В стандартном оптическом микроскопе мы получаем изображение с помощью фотонов - то есть, света, который падает и отражается от образца. Здесь же у нас вместо фотонов - пучок электронов. То есть, мы видим с вами электроны. Получаем уже не "фотографии", а "электроно-графии", - сказал Илья Братков, старший научный сотрудник кафедры технологии керамики и электрохимических производств ИГХТУ.
Андрей Игнатьев работает над синтезом оксидных материалов для катализаторов и ферритов. Это магнитные наночастицы, которые уже используются во многих сферах - например, в медицине. Позволяют манипулировать отдельными клетками, воздействуя на них магнитным полем. Вот только получать такие ферриты - долго и дорого. Ивановские ученые предлагают альтернативный метод.
“Их недостатки в том, что они используют дополнительные реагенты, а в нашем случае ничего не нужно использовать. Потому что мы используем только приложенное напряжение высокое. И требуется только электричество”, - сообщил Андрей Игнатьев.
Воздействуя газовым разрядом на раствор, ученые получают на выходе те самые ферриты. Но применений у такого способа - множество. Так можно, например, очистить воду от тяжелых металлов. Вредные вещества притягиваются к заряженным частицам, собираются вместе, и можно удалять осадок - останется только чистая вода. Технический прогресс - не повод забывать об экологии, уверен молодой человек.
“Нагрузка на окружающую среду возрастает с каждым годом, необходимо эти вопросы и проблемы решать. А решаются они только молодыми умами, которые идут и включаются, соответственно. И для того, чтобы эти инженеры, которые могли проектировать эти системы защиты окружающей среды - их нужно где-то брать. И вот, я среди них”, - поделился Илья Братков, аспирант кафедры технологии приборов и материалов электронной техники ИГХТУ.
Быть среди ученых - и сложно, и ответственно. Они решили связать свою жизнь с наукой - чтобы каждый день открывать для себя что-то новое.
“В науку пришел, потому что с детства любил чего-нибудь поделать руками, похимичить, как многие. Пришел в Химуниверситет, попал к хорошему научному руководителю, который меня увлек этим направлением, именно графитом. И так сложилось, что уже более 10 лет я занимаюсь этими материалами”, - сказал Илья Братков, старший научный сотрудник кафедры технологии керамики и электрохимических производств ИГХТУ.
День химика для ивановских ученых - особый праздник. Наш регион на протяжении десятилетий остается одним из крупнейших исследовательских центров страны. Но главный стимул нового поколения ученых - все тот же: менять мир к лучшему.
