Создание наноматериала из стекла

Учёные Института химии твёрдого тела УрО РАН уже пару лет синтезируют микрочастицы в стекле и исследуют их характеристики. Перед аспирантом ВУЗа Иваном Поповым стоит задача создать наноматериал, изучить его структуру, размер, свойства и понять, каким образом можно им управлять. Исследование чрезвычайно сложное, а оттого редкое.

Разработка синтеза стекла для экспериментов довольно известная, таким же образом производится жёлтое, красное и инфракрасное оптическое стекло. Все материалы соединяются и варятся в одном сосуде, в том числе и тот, из которого позже собираются наночастицы. Его в общей смеси меньше 1-го процента. Задача исследователя сделать так, чтобы этот добавочный компонент был равномерно растворён во всём объёме полученного стекла. Потом стекло снова нагревают, оно «дозревает», и наночастицы размером в несколько нанометров вырастают внутри него.

- Наноматериалы тем и хороши, что, регулируя размер, мы можем управлять их свойствами. Если мы поймём данную технологию, то сможем ролучить материал с заранее заданными необходимыми свойствами. Это называется направленным синтезом. Этим я сейчас и занимаюсь, — рассказал «ОГ» Иван Попов. — При помощи полученного стекла можно будет увеличить коэффициент полезного действия в солнечных батареях, сделать лазеры и прочие оптоэлектронные элементы либо произвести проводящее стекло и получить источник излучения.

Синтезировать хорошее стекло очень сложно. Иван загорелся данной идеей на четвёртом курсе института, а его научный руководитель ещё лет 10–15 назад, но реальные результаты учёные получили совсем недавно. На данный момент химики находятся на стадии описания энергетической структуры наночастиц и изучения свойств, пытаются осознать механизм их возникновения.