Libmonster ID: UA-2410

Заглавие статьи НАНОМОДИФИКАЦИЯ ПОВЕРХНОСТИ МАТЕРИАЛОВ
Автор(ы) Янчилин В., Марина ХАЛИЗЕВА
Источник Наука в России,  № 5, 2010, C. 34-35

Недавно сотрудники Физического института им. П. Н. Лебедева РАН (ФИАН) в кооперации с учеными из Московского и Белгородского государственных университетов, Института общей физики им. А. М. Прохорова РАН, а также студентами ряда столичных вузов получили регулярные одномерные наноструктуры с периодом до 90 нм, для чего использовали метод многоимпульсного воздействия фемтосекундным лазерным излучением на поверхность твердого материала. Так физики впервые преодолели 100-нанометровый "психологический" барьер, разделяющий сферы нано- и микротехнологий. При этом длина волны лазерного излучения была в 8 раз больше периода получившихся наноструктур. О некоторых тонкостях проведенной работы корреспонденту газеты "Поиск" Василию Янчилину рассказали ее участники из ФИАНа доктор физико-математических наук Андрей Ионин, кандидаты физико-математических наук Сергей Кудряшов и Леонид Селезнев.

Обычно минимально возможные "наноконструкции" получают путем молекулярно-атомарной сборки с помощью туннельного микроскопа. Но выстраивание таким способом сколько-нибудь значительной, даже с точки зрения наноразмеров, структуры занимает много времени. Авторы описываемой работы пошли другим путем: они стали изменять свойства большой (в несколько мм ) поверхности материала сразу на наноуровне с помощью фемтосекундного лазера "Старт-248М", специально созданного для этих целей научно-исследовательской компанией "Авеста-Проект", расположенной в подмосковном городе Троицке и занимающейся производством инновационного оборудования для спектроскопии. Сверхскоростная длительность импульса указанной установки при соответствующей фокусировке создает весьма высокую локальную (во времени и пространстве) интенсивность воздействия светового излучения на вещество твердой мишени. В результате так называемой мягкой неразрушающей лазерной абляции (удаления) происходит "выжигание" его с поверхности, что в данном случае играет созидательную роль. На саму процедуру уходит (в зависимости от типа материала) от нескольких минут до нескольких часов. Однако наноструктуры создают почти "вслепую", поэтому необходима их визуализация микроскопическими методами, например, с помощью сканирующих электронных микроскопов с высоким увеличением, позволяющих рассматривать детали размером до 20 нм.

Данные исследования, утверждают физики, носят фундаментальный характер, и пока нельзя предсказать, какие открытия ожидают нас впереди. Ведь начиная со 100 нм вступают в силу парадоксальные законы квантового мира, и свойства материалов с наноструктурами на поверхности могут кардинально отличаться от обычных. У них меняются смачиваемость, эмиссионные, другие характеристики. И ученые пока делают лишь первые шаги на пути изучения их свойств, для чего привлекли большую группу специалистов в области материаловедения.

Работа начиналась с фемтосекундной лазерной обработки кремния, позволяющей увеличить коэффициент поглощения материала. Затем для получения поверхностных структур стали использовать алюминий, никель, золото, железо, графит, сверхпроводящую керамику и титан. Причем механизм образования последнего оказался наиболее интересным: при увеличении плотности энергии лазерных импульсов эти структуры становились все более мелкими. Что весьма любопытно, ибо на других материалах экспериментаторы наблюдали прямо противоположный эффект (то же подтвердили и зарубежные исследовательские группы).

Уменьшение периода образующихся наноструктур при увеличении плотности энергии фемтосекундно-

стр. 34

го излучения на сухой поверхности титана (а при записи в воде он был еще меньшим - около 90 нм) представляет значительный интерес. Дело в том, что титан - один из базовых материалов для аэрокосмической техники, медицинских имплантов, и наномодификация поверхности может не только существенно изменить его известные свойства, но и, возможно, придать ему новые, необычные.

Сотрудники ФИАНа совместно с технологами Смоленского производственного объединения "Кристалл" также установили: фемтосекундными лазерными импульсами можно маркировать натуральные, сверхчистые монокристаллические алмазы, создав внутри их графитовую структуру - логотип производителя или индивидуальный номер камня - размером менее 10 мкм. Она незаметна невооруженным глазом, но легко читаема, если рассмотреть драгоценный камень под микроскопом.

Наконец, офтальмологи уже давно с помощью эксимерных лазеров проводят операции по коррекции зрения*. Использование новых технологий с применением фемтосекундных квантовых генераторов сделало подобные процедуры эффективнее и безопаснее. Такая техника способна фокусироваться на любой необходимой глубине. Создавая микроскопические пузырьки в слоях роговицы, она производит высокоточное и щадящее расслоение ее лоскута, после чего он отделяется незначительным механическим воздействием. Сотрудники лаборатории газовых лазеров ФИАНа в содружестве с коллегами из Центральной клинической больницы РАН уже получили первые удачные результаты по созданию фемтосекундными лазерными импульсами тонких лоскутов на склере (белке) глаза, где нередко формируются недоброкачественные образования. Результаты этой работы опубликованы в научном журнале и получили высокую оценку профессионалов.

Янчилин В. Взлохмаченные лазером. - "Поиск", 2010, N 21

Материал подготовила Марина ХАЛИЗЕВА


* См.: И. Щербаков. Лазерная физика в медицине. - В этом номере журнала (прим. ред.).


© elibrary.com.ua

Постоянный адрес данной публикации:

https://elibrary.com.ua/m/articles/view/НАНОМОДИФИКАЦИЯ-ПОВЕРХНОСТИ-МАТЕРИАЛОВ

Похожие публикации: LУкраина LWorld Y G


Публикатор:

Валентин ПротопоповКонтакты и другие материалы (статьи, фото, файлы и пр.)

Официальная страница автора на Либмонстре: https://elibrary.com.ua/CashBack

Искать материалы публикатора в системах: Либмонстр (весь мир)GoogleYandex

Постоянная ссылка для научных работ (для цитирования):

НАНОМОДИФИКАЦИЯ ПОВЕРХНОСТИ МАТЕРИАЛОВ // Киев: Библиотека Украины (ELIBRARY.COM.UA). Дата обновления: 11.08.2014. URL: https://elibrary.com.ua/m/articles/view/НАНОМОДИФИКАЦИЯ-ПОВЕРХНОСТИ-МАТЕРИАЛОВ (дата обращения: 28.03.2024).

Комментарии:



Рецензии авторов-профессионалов
Сортировка: 
Показывать по: 
 
  • Комментариев пока нет
Похожие темы
Публикатор
2070 просмотров рейтинг
11.08.2014 (3517 дней(я) назад)
0 подписчиков
Рейтинг
0 голос(а,ов)
Похожие статьи
VASILY MARKUS
Каталог: История 
2 дней(я) назад · от Petro Semidolya
ВАСИЛЬ МАРКУСЬ
Каталог: История 
2 дней(я) назад · от Petro Semidolya
МІЖНАРОДНА КОНФЕРЕНЦІЯ: ЛАТИНСЬКА СПАДЩИНА: ПОЛЬША, ЛИТВА, РУСЬ
Каталог: Вопросы науки 
7 дней(я) назад · от Petro Semidolya
КАЗИМИР ЯҐАЙЛОВИЧ І МЕНҐЛІ ҐІРЕЙ: ВІД ДРУЗІВ ДО ВОРОГІВ
Каталог: История 
7 дней(я) назад · от Petro Semidolya
Українці, як і їхні пращури баньшунські мані – ба-ді та інші сармати-дісці (чи-ді – червоні ді, бей-ді – білі ді, жун-ді – велетні ді, шаньжуни – горяни-велетні, юечжі – гутії) за думкою стародавніх китайців є «божественним військом».
9 дней(я) назад · от Павло Даныльченко
Zhvanko L. M. Refugees of the First World War: the Ukrainian dimension (1914-1918)
Каталог: История 
12 дней(я) назад · от Petro Semidolya
АНОНІМНИЙ "КАТАФАЛК РИЦЕРСЬКИЙ" (1650 р.) ПРО ПОЧАТОК КОЗАЦЬКОЇ РЕВОЛЮЦІЇ (КАМПАНІЯ 1648 р.)
Каталог: История 
17 дней(я) назад · от Petro Semidolya
VII НАУКОВІ ЧИТАННЯ, ПРИСВЯЧЕНІ ГЕТЬМАНОВІ ІВАНОВІ ВИГОВСЬКОМУ
Каталог: Вопросы науки 
17 дней(я) назад · от Petro Semidolya
ТОРГОВО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ПОЛИТИКА ЕС В СРЕДИЗЕМНОМОРЬЕ: УСПЕХИ И НЕУДАЧИ
Каталог: Экономика 
26 дней(я) назад · от Petro Semidolya
SLOWING GLOBAL ECONOMY AND (SEMI)PERIPHERAL COUNTRIES
Каталог: Экономика 
32 дней(я) назад · от Petro Semidolya

Новые публикации:

Популярные у читателей:

Новинки из других стран:

ELIBRARY.COM.UA - Цифровая библиотека Эстонии

Создайте свою авторскую коллекцию статей, книг, авторских работ, биографий, фотодокументов, файлов. Сохраните навсегда своё авторское Наследие в цифровом виде. Нажмите сюда, чтобы зарегистрироваться в качестве автора.
Партнёры Библиотеки

НАНОМОДИФИКАЦИЯ ПОВЕРХНОСТИ МАТЕРИАЛОВ
 

Контакты редакции
Чат авторов: UA LIVE: Мы в соцсетях:

О проекте · Новости · Реклама

Цифровая библиотека Украины © Все права защищены
2009-2024, ELIBRARY.COM.UA - составная часть международной библиотечной сети Либмонстр (открыть карту)
Сохраняя наследие Украины


LIBMONSTER NETWORK ОДИН МИР - ОДНА БИБЛИОТЕКА

Россия Беларусь Украина Казахстан Молдова Таджикистан Эстония Россия-2 Беларусь-2
США-Великобритания Швеция Сербия

Создавайте и храните на Либмонстре свою авторскую коллекцию: статьи, книги, исследования. Либмонстр распространит Ваши труды по всему миру (через сеть филиалов, библиотеки-партнеры, поисковики, соцсети). Вы сможете делиться ссылкой на свой профиль с коллегами, учениками, читателями и другими заинтересованными лицами, чтобы ознакомить их со своим авторским наследием. После регистрации в Вашем распоряжении - более 100 инструментов для создания собственной авторской коллекции. Это бесплатно: так было, так есть и так будет всегда.

Скачать приложение для Android