Носимые цельнопечатные катушки на текстильной основе для беспроводной передачи энергии для быстрой беспроводной зарядки носимых устройств
Мультимодальный электронный текстиль на основе графена, способный вести обмен информацией через различные сенсорные интерфейсы, например, зрительные и слуховые, был впервые разработан совместной исследовательской группой из Кореи, 26 октября сообщает сайт новостей науки EurekAlert со ссылкой на пресс-службу Корейского передового института науки и технологий (KAIST).
Исследователи под руководством ведущего научного сотрудника кафедры нанотехнологий производства из Корейского института машин и материалов (KIMM), входящего в KAIST, Сунгына Квона и профессора кафедры машиностроения KAIST Ён-Джин Кима впервые в истории разработали настраиваемый электронный текстиль на основе графена.
Результаты исследования нового материала были представлены в статье «Мультимодальный электронный текстиль, созданный с помощью одноступенчатого безмаскового нанесения рисунка из графена, индуцированного фемтосекундным лазером, на нетканый, трикотажный и тканый текстиль», опубликованной в журнале ACS Nano.
В настоящее время для нанесения рисунка проводников при изготовлении электронного текстиля используются токсичные химикаты или оптические маски. Объединенная исследовательская группа корейских ученых использовала для этих целей технологию лазерного прямого нанесения на электронном текстиле рисунка лазерно-индуцированным графеном.
При изготовлении электронного текстиля по существующим технологиям на ткань наносится рисунок из токопроводящих чернил и затем производится переплетение ее с обычными нитями или же на обычную ткань наносится тонкий функциональный слой.
Ткани, произведенные этими сложными технологическими методами, обладают низкой гибкостью. Кроме того, в процессе их производства может произойти утечка вредных химических веществ, что затрудняет массовое применение таких технологий.
Новая технология, разработанная корейскими учеными, лишена этих недостатков. Электронный текстиль в этом случае изготавливается экологически чистым способом, не требуя ни использования химикатов, ни какой-либо дополнительной обработки.
Она может быть масштабирована для использования при производстве промышленной и военной одежды, которая будет контролировать состояние организма, а также для производства специализированной «умной» одежды для терапии некоторых болезней.
Главный исследователь из KIMM Сунгын Квон пояснил: «Эта технология была разработана путем анализа структуры обычных тканей и реализации их в виде материалов на основе графена, которые обладают расширенными характеристиками оптимального электронного текстиля».

Источник: https://rossaprimavera.ru/

Оптоакустическая ангиография — это перспективная технология медицинской диагностики, сочетающая в себе оптический контраст с пространственным разрешением и глубиной исследования ультразвука. Метод базируется на облучении биологических тканей короткими лазерными импульсами. Поглощение этих импульсов такими тканевыми хромофорами, как гемоглобин, приводит к их быстрому нагреву и последующему расширению, что создает ультразвуковые волны, регистрируемые на поверхности кожи.
Эти данные затем обрабатываются с помощью реконструктивного алгоритма, который визуализирует кровеносные сосуды. Однако до недавнего времени качественная оптоакустическая ангиография была невозможна из-за проблемы ограниченного угла обзора коммерческих ультразвуковых антенн.
В 2023 году сотрудники Института прикладной физики им. А.В. Гапонова-Грехова РАН представили решение этой проблемы, разработав новый оптоакустический прибор, обеспечивающий угол обзора в 128°. Центральным элементом прибора является фокусирующий детектор, выполненный из поливинилиденфторида (ПВДФ) — полимерного материала с рядом выдающихся характеристик: гибкость, высокая чувствительность, широкополосность и акустическое сопротивление, близких к биотканям.
Широкое угловое покрытие нового оптоакустического прибора позволило исследователям «обхватывать» сосуды, рассматривая их с различных сторон. В рамках экспериментального исследования на модели рака почки прибор продемонстрировал свои превосходные возможности, обеспечивая детализированное изображение сосудистой системы экспериментальной опухоли.
Оптоакустическая визуализация, особенно с учетом новых технологических достижений, открывает путь для прогрессивных исследований в области экспериментальной онкологии. Исследование ангиогенеза – процесса формирования новых кровеносных сосудов – теперь может стать более точным и информативным, что обещает новые перспективы в борьбе с раком. Работа нижегородских исследователей – это лишь начало долгого пути исследований в этой области.
Исследование выполнено при частичной финансовой поддержке НЦМУ «Центр фотоники», при финансировании Министерством науки и высшего образования РФ, соглашение № 075–15–2022–316.
Авторы разработки: А.А. Курников, Г.П. Волков, А.Г. Орлова, А.В. Ковальчук, Ю.А. Хоченкова, Д. Рязанский, П.В. Субочев.
Результат опубликован: Kurnikov, A. et al. Fisheye piezo polymer detector for scanning optoacoustic angiography of experimental neoplasms. Photoacoustics 31, 100507 (2023)
Источник: https://scientificrussia.ru/

Исходя из оценок экспертов, более 80% инженерных проблем случаются из-за усталости материала, так как это ключевой аспект в легких конструкциях всех механических систем, например, в авиации, автомобильной промышленности и системах производства энергии.
Явление усталости в металлах было обнаружено около двух столетий назад. С тех пор усталостное разрушение стало одной из самых важных проблем, влияя на срок службы и надежность всех механических систем, таких как те, что используются в авиации, автомобилях и атомных электростанциях, — Профессор Лу Жен, декан факультета инженерии и директор Гонконгского филиала Национального исследовательского центра по драгоценным металлам.
Недавно совместными усилиями ученые Гонконгского городского университета и Шанхайского университета Цзяо Тун достигли прорыва в данном вопросе, создав алюминиевый сплав с беспрецедентной устойчивостью к усталости. Новая стратегия с использованием передовых технологий 3D-печати может быть применена к другим сплавам для разработки легких компонентов с повышенной эффективностью нагрузки.
Низкая усталостная прочность главным образом вызвана дефектами в материалах, которые продолжают изменяться с циклической нагрузкой, формируя макроскопические трещины. Трещины расширяются и в итоге разрушают всю структуру материала. Это сложное явление также происходит в сплавах, полученных с помощью 3D-печати, что ограничивает дальнейшие применения 3D-печатаемых материалов, — Лу Жен.
Сплав с уникальными свойствами
Чтобы преодолеть преграду низкой устойчивости к усталости исследовательская группа использовала лазерную наплавку порошка (LPBF) — одну из наиболее распространенных техник металлургического производства — чтобы успешно изготовить новый алюминиевый сплав из порошков AlSi10Mg, декорированных наночастицами TiB2. Устойчивость к усталости этого напечатанного на 3D-принтере сплава оказалась в два раза выше, чем у прочих 3D аналогов и превзошла устойчивость высокопрочных кованых сплавов.
Эти результаты были опубликованы в журнале Nature Materials.
Исследователи использовали микрокомпьютерную томографию для изучения созданного ими NTD-Al сплава и обнаружили в образце типичную для 3D печати непрерывную двухфазную ячеистую наноструктуру, состоящую из сети твердых клеточных конструкций со средним диаметром около 500 нанометров. Наноструктура работает как мощная объемная наноклетка, предотвращающая локализованное накопление повреждений, что препятствует созданию трещин от усталости. В серии испытаний исследовательская команда обнаружила, что NTD-Al сплав достиг устойчивости к усталости 260 МПа, что было в два раза больше, чем у других сплавов Al.
NTD-Al уже был использован для изготовления прототипов больших тонкостенных конструкций, включая лопасти вентиляторов двигателей самолетов, которые требуют высокую усталостную прочность. Сплав успешно прошел тестовые испытания на усталость.
Эти результаты указывают на потенциал применения нашего сплава в легких конструкциях, использующихся в отраслях, где свойства усталости являются ключевым критерием проектирования. Наш сплав может помочь уменьшить вес, увеличивая эффективность нагрузки двигающихся компонентов, — Лу Жен.
Источник: https://vsluh.net/

Российские ученые разработали подход, позволяющий использовать молекулы жиров в мембранах человеческих клеток для неинвазивного выявления рака кожи с точностью, составляющей порядка 95%, используя для этого набор лазеров. Об этом в четверг сообщила пресс-служба Российского научного фонда (РНФ).
«Благодаря высокой чувствительности предложенный подход можно будет использовать в медицинской диагностике, что позволит выявлять рак кожи на самых ранних стадиях. В дальнейшем мы планируем усовершенствовать метод, совместно анализируя спектры, полученные при подсветке лазерами с различными длинами волн, чтобы повысить частоту выявления рака», – заявила научный сотрудник Физического института РАН (ФИАН) Елена Римская, чьи слова приводит пресс-служба РНФ.
Римская и ее коллеги разработали метод, изучая взаимодействие здоровых и раковых клеток кожи с излучением лазеров на разных длинах волн. Использовались раковые клетки двух типов – базалиом и плоскоклеточного рака кожи. Это самые распространенные разновидности рака кожи, они образуются под воздействием ультрафиолетового излучения Солнца.
Ученые обнаружили, что здоровые и опухолевые клетки по-разному рассеивают излучение лазеров, что отражается на структуре его спектра. Эти различия, как впоследствии выяснили исследователи, были связаны с изменениями в оболочках раковых клеток, в частности в составе жирных молекул – липидов, составляющих основу клеточных мембран.
По словам авторов, это позволяет выявлять опухоль неинвазивным путем, подсвечивая кожу пациента лазером и отслеживая, как меняется спектр рассеянного излучения. Предварительные тесты указывают на то, что подход позволяет выявлять даже относительно небольшие скопления и того, и другого типа раковых клеток внутри кожи пациентов с 95-процентной точностью.
Для проведения подобного скрининга не требуется дорогостоящее и специализированное оборудование. Это позволит массово выявлять кожные злокачественные опухоли на первых стадиях их развития, что значительно снизит смертность от рака кожи, считают авторы.
Рак кожи представляет собой одну из самых распространенных разновидностей злокачественных опухолей. По статистике ВОЗ, каждый год он выявляется у 2–3 млн человек, чаще всего это немеланомные опухоли – базалиома и плоскоклеточная карцинома. При выявлении и терапии рака кожи на ранних стадиях шансы на выживание у пациента очень высоки, однако они снижаются, если не начать своевременное лечение.
Источник: https://nauka.tass.ru/

Исследователи показали, что орбитальные солнечные электростанции могут быть коммерчески жизнеспособными. Исследователи из университетов Суррея и Суонси показали, что можно производить недорогие и легкие солнечные панели, которые будут генерировать энергию в космосе. Исследователи изучали работу прототипа на орбите в течение шести лет, наблюдая, как панели вырабатывают электроэнергию и выдерживают солнечную радиацию на протяжении 30 000 оборотов вокруг Земли.
Исследователи разработали солнечные элементы из теллурида кадмия. Такие панели покрывают большую площадь, легче и обеспечивают гораздо большую мощность, чем современные технологии, а также относительно дешевы в производстве.
Ученые установили панели на небольшой спутник типа CubeSat и отправили его летом 2016 года на солнечно-синхронную орбиту размером 661 км × 700 км. Миссия, которая должна была проработать год, все еще работает после шести лет на орбите.
Хотя выходная мощность ячеек со временем стала менее эффективной, исследователи полагают, что их результаты доказывают, что спутники солнечной энергии работают и могут быть коммерчески жизнеспособными.
Эта технология солнечных батарей со сверхмалой массой может привести к созданию крупных и недорогих солнечных электростанций, развернутых в космосе, которые будут возвращать чистую энергию на Землю — и теперь у нас есть первые доказательства того, что эта технология надежно работает на орбите, – Крейг Андервуд, профессор Университета Суррея и соавтор разработки.
Источник: https://hightech.fm/

Ученые из России и Тайваня разработали и успешно испытали новую модель черепно-мозговой травмы (ЧМТ) у рыбок зебраданио (Danio rerio). Применение этой модели позволило смоделировать ЧМТ и выявить молекулярные мишени, перспективные для лечения нейротравм и их последствий. Это открывает путь к доклиническому тестированию на зебраданио новых нейропротекторных препаратов. Статья с описанием исследований опубликована в журнале Рharmaceutics.
Наиболее распространенные экспериментальные модели черепно-мозговой травмы и у грызунов, и у зебраданио, такие как механический удар по голове или прокалывание мозга иглой, связаны с проникающими повреждениями тканей головного мозга. В новой модели удалось исследовать рыбок относительно безопасно для них. Благодаря тому, что кожа и череп использованной разновидности зебраданио прозрачны, ученые «просветили» непосредственно мозг, причем неинвазивно. Их метод основан на облучении головного мозга рыбок уникальной лазерной установкой с системой точного наведения, которая была специально разработана под эти цели.
«Более того, в данной работе локализация, мощность и продолжительность лазерного облучения были тщательно отрегулированы и оптимизированы. Наш метод позволяет точечно воздействовать на головной мозг рыб, несмотря на их маленький размер, поэтому все нежелательные повреждения были исключены. Поверхностные ткани организма не подвергались разрушительному воздействию, и ни одна рыбка в результате облучения не погибла», — поясняет руководитель исследования Алан Калуев.
Через 10 минут после облучения лазером рыбки пришли в сознание. Однако в первые два дня облученные зебраданио двигались гораздо менее активно: реже, медленнее, преодолевая более короткие расстояния, чаще и надолго замирая на месте. Это свидетельствовало о серьезных нарушениях нормального поведения рыбок с ЧМТ. То, что их реакции точно воспроизводили поведение млекопитающих и человека с ЧМТ, говорило о достоверности разработанной модели.
Вместе с тем, проанализировав несколько молекулярных биомаркеров нейровоспаления, повреждения и восстановления нейронов, ученые убедились, что, в отличие от млекопитающих, эти зебраданио способны к полному восстановлению функций мозга уже через неделю после нейротравмы. Поэтому они могут быть особенно интересны для выявления и изучения механизмов нейрорегенерации и для доклинического испытания соответствующих лекарственных препаратов.
«Мы оценили несколько потенциальных молекулярных мишеней для выявления механизмов терапии черепно-мозговых травм и их последствий. Полученные результаты показали, что, во-первых, на протяжении всего периода наблюдений в головном мозге зебраданио была активирована микроглия — клетки центральной нервной системы, которые как устраняют клеточный мусор и другие вредоносные факторы, так и запускают регенеративные процессы. По-видимому, активация микроглии играет важную роль в ответе организма на первичную черепно-мозговую травму в ее острой фазе. В то же время длительная и чрезмерная активация микроглии может вызвать дальнейшие повреждения мозга. Таким образом, регулирование активности микроглии может представлять собой перспективный подход в терапии ЧМТ», — отмечает Алан Калуев.
Во-вторых, особое внимание ученых привлек один из биомаркеров — мозговой белок-нейротрофин BDND, который поддерживает размножение, выживание и развитие нейронов. Значительно снизившись сразу после облучения, экспрессия BDNF скачкообразно сравнялась с показателями рыбок из контрольной группы также на седьмой день.
«Мы считаем, что BDNF способствует выживанию и полному функциональному восстановлению поврежденной ткани головного мозга в данной новой модели ЧМТ. Таким образом, этот белок, как и его аналоги, могут обладать особым терапевтическим потенциалом при ЧМТ», — комментирует ученый.
Проведенные исследования и полученные результаты имеют серьезное практическое значение, так как нейротравмы ежегодно поражают около 60 млн человек в мире, часто приводя к госпитализации, постоянной инвалидности, смерти. Причинами таких травм чаще всего являются толчки, удары, падения, проникающие ранения головы, например, вследствие занятия спортом, ДТП или нападения. Важно и то, что ЧМТ могут предрасполагать к таким серьезным нейродегенеративным расстройствам, как болезни Альцгеймера и Паркинсона. При этом именно легкие бытовые ЧМТ являются наиболее распространенным типом нейротравмы и требуют как углубленного изучения на молекулярном, клеточном и поведенческом уровнях, так и новых, продуктивных методов их лечения.
Отметим, работа проведена при финансовой поддержке Российского научного фонда (грант № 20-65-46006). Руководитель исследования – Алан Калуев – профессор РАН, член Европейской академии, ведущий научный сотрудник НИИ нейронаук и медицины, профессор Санкт-Петербургского государственного университета и Научно-технологического университета «Сириус», ведущий научный сотрудник Уральского федерального университета и Московского физико-технического института. Он также является ведущим ученым в рамках исследований, которые проводятся на базе Новосибирского НИИ нейронаук и медицины (лаборатория Тамары Амстиславской и Марии Тихоновой).
Источник: https://scientificrussia.ru/

Южнокорейские ученые создали нанороботов на базе берлинской лазури, распространенного пигмента ярко-синего цвета, для очистки воды от наночастиц пластика. Наноботы представляют собой металл-органические структуры, способные захватывать и удерживать самые небольшие частицы. Это может ускорить и удешевить процесс очистки воды от загрязнений, сообщила пресс-служба Национального исследовательского совета науки и технологий (NRCST).
Работа была опубликована в журнале Water Research.
«У этой технологии большой потенциал коммерциализации, так как этот материал можно использовать для очистки вод в реках, канализационных стоков, а также питьевой воды. Его можно применять для удаления не только микропластика, но и радиоактивных изотопов цезия, что дополнительно обезопасит воду», – заявил профессор Корейского института науки и технологий (KIST) Ву Джэсон, чьи слова приводит пресс-служба NRCST.
Берлинская лазурь столетиями используется в качестве красителя ярко-синего цвета. Ее формула включает железо, углерод и азот, а для производства нужны простые реагенты – синильная кислота и минеральные соли калия и железа.
Профессор Ву Джэсон и его коллеги выяснили, что этот пигмент можно использовать для создания пористых структур, способных соединяться с мельчайшими частицами пластика и транспортировать их в определенном направлении, если подсветить их лазером. Это стало возможным благодаря превращению красителя в так называемые металл-органические каркасы – полимерные трехмерные структуры, способные «встраивать» в себя частицы пластика. Они безопасны для человека и легко удаляются из воды после ее очистки.
Последующие опыты показали, что созданные учеными нанороботы способны захватывать до 99% частиц микропластика диаметром 150 нанометров. При этом они оказались в 250 раз более эффективными, чем традиционные коагулирующие агенты, применяемые для удаления пластика из окружающей среды. Все это делает нанороботов на базе берлинской лазури особенно привлекательными для использования, считают авторы работы.
За последние десятилетия ученые обнаружили огромные количества пластикового мусора и микропластика не только в реках и озерах, но и во многих удаленных регионах Мирового океана, где возникли гигантские «мусорные пятна». Частицы пластикового мусора были найдены на дне Марианской впадины и на вершине горы Эверест. Мельчайшие из них практически невозможно удалить из окружающей среды существующими методами.
Источник: https://nauka.tass.ru/

Нобелевскую премию по химии в 2023 году получили сразу три учёных за одно открытие. Мунги Бавенди, Луис Брюс и Алексей Екимов удостоились высшей научной награды за открытие и синтез квантовых точек — полупроводниковых нанокристаллов с уникальными оптическими и электронными свойствами. Квантовые точки находят или в скором времени найдут применение в самых разных сферах: от производства дисплеев до солнечной энергетики и биомедицины.
Мы изучили десяток научно популярных статей и обзоров, чтобы разобраться, что необычного в этих точках, как их открыли, как используют и планируют использовать уже в ближайшем будущем.
Квантовый мир живёт по своим законам в сравнении с привычным нам макромиром. Что справедливо для макромира, совсем не обязательно работает в мире квантовом, и наоборот. Когда атомы собираются в макроскопические объемы, у вещества возникают знакомые и интуитивно понятные нам свойства: вес, плотность, электропроводимость, отражающая способность и так далее. Однако стоит спуститься на уровень одного атома и поискать там те же свойства, всякий смысл в таком поиске пропадает, поскольку признаки, которые мы ищем, исчезают, уступая место иным совсем непонятным интуитивно характеристикам.
Пока размер системы не превышает нескольких нанометров и небольшого количества атомов — речь идёт о квантовом мире, как только размер и количество атомов значительно увеличиваются — квантовые законы сменяются привычным нам с уроков физики и химии законами макромира. Если всё, что происходит в макромире, можно увидеть и подкрепить наглядным экспериментом, то когда речь заходит о квантовой механике, понимание возможно лишь через сложные математические вычисления.
И всё же два мира взаимосвязаны. Вещества в макромире имеют свои свойства и подчиняются законам физики и химии ровно потому, что на квантовом уровне их атомы имеют особые квантовые свойства и подчиняются набору особых квантовых законов. Сфера нанотехнологий занимается изменениями свойств атомов на квантовом уровне таким образом, чтобы на макроуровне получать вещества и материалы невиданных ранее макрохарактеристик.
И вот причём тут квантовые точки: они существуют как бы на границе двух миров. Нанокристаллы квантовых точек являются хоть и очень маленькими (от 2 нанометров), но уже почти объектами макромира. Однако их практические свойства возникают в результате работы законов квантового мира. Эти частицы интересны тем, что их электронные свойства зависят от размера и формы кристалла. Меняя размер и форму квантовых точек, можно управлять их свойствами: менять их цвет и заставлять превращать свет в электричество.
Источник: https://habr.com/

С помощью комбинации лазерной очистки и механической обработки растворителем специалисты вернули объектам искусства их настоящий цвет. Результат оказался даже лучше, чем получилось бы при использовании только растворителя. Об этом рассказали на конференции «Невская фотоника», прошедшей с 9 по 13 октября в Санкт-Петербурге.
В вопросах реставрации (Heritage Science) лазер используют довольно редко, так как специалисты опасаются повредить объекты искусства. В таких вопросах важна не скорость очистки, которую все больше стремятся повышать в индустриальных технологиях, а ее деликатность. Просчитать действие лазерного излучения на объект искусства довольно сложно, так как он зачастую состоит из множества слоев различной структуры и химического состава. Поэтому одна и та же длина волны излучения может не подойти для работы со всеми слоями. В основном реставраторы предпочитают справляться традиционными методами и используют очистку растворителями, так как мало опробованное использование лазера чревато необратимыми последствиями для арт-объекта.
Однако окрашенный барельеф с внешнего фасада здания Академии Художеств, датируемый XVIII веком, оказался слишком сложным случаем для ручной обработки. Поэтому реставраторы обратились к физикам. Красочные слои этого барельефа очень неравномерны. Его несколько раз красили белой краской, на барельефе остались черные гипсовые корки, тогда как на самом деле исходным цветом барельефа являлся терракотовый.
Традиционно реставраторы пользуются ручной обработкой растворителями в компрессах. Но черные гипсовые корки резистентны к растворителям, их сложно удалять вручную, а слои белой краски оказались слишком плотными. Ученые-физики совместно с реставраторами Института им. И. Е. Репина и Академии им. А. Л. Штиглица подготовили микрошлиф (маленький отшлифованный фрагмент объекта, в котором видны слои красок) и отдали его на химическую экспертизу научным сотрудникам Санкт-Петербургского технологического института. Оказалось, что белая краска также разная по химическому составу. В качестве основы красок использовался оксид бария, оксид цинка, известь и гипс. При этом оксид бария и цинка очень слабо поглощает инфракрасное излучение.
Экспериментальным путем физики выяснили, что ИК-лазер с длительностью импульса 100 мкс разрушает твердую корку белой краски и эффективно удаляет черную гипсовую корку, не поддающуюся растворению. Лазером ученые удаляли гипсовые корки, затем химически травили слой гипса под ней диметилсульфоксидом, нанося его на 5-10 минут. После этого плотный гипсовый слой снимался как жвачка, обнажая исходный терракотовый цвет барельефа. Также специалисты использовали лазерное нагревание белой краски, разрушали её приповерхностный слой, и затем с помощью диметилсульфоксида удаляли белые слои с арт-объекта. При этом ученые выяснили, что после использования только химических и механических методов очистки на объекте искусства остается больше белесых следов, чем при комбинации этих методов с лазерной очисткой.
«Комбинированный метод очистки эффективен для хрупких артефактов или для тех, что находятся в критическом состоянии. В таких случаях применение методов химической или механической очистки в чистом виде может привести к необратимой потере красочного слоя», — рассказала Анастасия Васильева с кафедры фотоники Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова на конференции «Невская фотоника» в секции «Арт-фотоника».
Кроме того, таким же комбинированным методом лазерной, химической и механической очистки реставраторам удалось восстановить расписной потолок в Академии им. Штиглица, пострадавший после пожара (в него въелась копоть) и парную скульптуру ангелов из Храма в честь Казанской иконы Божьей Матери в Ярославской области, датируемую началом XVIII – концом XIX века. Скульптура была очень хрупкой и осыпалась при малейшем механическом воздействии, поэтому снятие нежелательных слоев краски лазером было единственным выходом.
Источник: https://indicator.ru/

Сотрудники Лаборатории нейтронной физики ОИЯИ создали прибор, который позволяет не просто выявить дефекты спектросмещающего оптического волокна, но и отслеживать, способен ли исследуемый материал вследствие изъянов сохранять свою главную функцию – переизлучающую способность. Иными словами, новое устройство позволяет понять, насколько дефекты волокон влияют на потери передаваемого по ним света.
Запатентованное устройство было применено при создании двух больших детекторов тепловых нейтронов для научных установок исследовательского реактора ИБР-2.
В ЛНФ создаются сцинтилляционные широкоапертурные детекторы тепловых нейтронов с высокой разрешающей способностью. Чтобы реализовать кольцевой детектор диаметром более двух метров, необходимо несколько километров спектросмещающего оптического волокна, который будет собирать свет с этой обширной поверхности. Материал детектора поглощает нейтроны, в результате чего возникает сцинтилляция (свечение в течение долей секунды), которая с помощью оптоволокона передается на фотоэлектронные умножители (ФЭУ), где преобразуется в электрический сигнал, который затем обрабатывается с использованием аналоговой или цифровой электроники.
«Оптическое волокно – технологически сложный материал, который поглощает свет, переизлучает его и за счет эффекта полного внутреннего отражения транспортирует на большие дистанции», — рассказал соавтор изобретения, младший научный сотрудник Научно-экспериментального отдела комплекса спектрометров ИБР-2 ЛНФ ОИЯИ Максим Подлесный.
Он пояснил, что оптический кабель поставляется в Лабораторию в больших рулонах, в которых местами неизбежно встречаются изъяны: повреждение наружного слоя, надломы, изгибы, а также пузырьки внутри волокон.
С помощью нового прибора было определено, насколько разные виды дефектов ослабляют передаваемый световой сигнал.
Источник: https://scientificrussia.ru/