Физики Уральского федерального университета (УрФУ, Екатеринбург) совместно с коллегами из университетов Германии, Пакистана и Египта синтезировали новые стекла с выдающимися свойствами защиты от радиации. Полученные стекла применимы в таких областях, как ядерная медицина, производство скафандров для космонавтов, создание космических аппаратов. Статья о проведенных исследованиях опубликована в Journal of Inorganic and Organometallic Polymers and Materials.
Борбариофторидные натриево-кальциево-никелевые стекла получили с использованием обычной технологии закалки в расплаве. Доведя состав до температуры плавления, а затем резко охладив его до комнатной температуры, исследователи получили однородную смесь из оксида бора, фторида бария, оксидов кальция, натрия и никеля.
«Исследование физических и оптических свойств синтезированных таким образом стекол показало, что по мере добавления в смесь оксида никеля улучшаются все оптические характеристики исходного борбариофторида и полученных из него образцов натриево-кальциевого стекла. Возрастает плотность стекол, спектр поглощения увеличивается, смещаясь в сторону больших длин волн излучения, усиливается способность системы экранировать фотоны, несущие электромагнитное излучение», — объясняет соавтор статьи, старший научный сотрудник отдела магнетизма твердых тел УрФУ Али Абухасва.
Таким образом, по словам ученого, добавление оксида никеля делает стекла пригодными для использования в оптоэлектронных и фотоэлектрических устройствах, таких как газовые датчики, УФ-фотодатчики, фотоэлектрические элементы, фотокатализаторы, электрохромные устройства.
«Области применения полученных стекол широки. Их можно использовать в очках и сварочных масках для защиты от ультрафиолетового излучения, в иллюминаторах самолетов и космических аппаратах, скафандрах для космонавтов», — добавляет заведующий отделом магнетизма твердых тел УрФУ, соавтор статьи Николай Кудреватых.
Кроме того, выяснилось, что благодаря добавлению оксида никеля и увеличению плотности полученные стекла обладают особой стойкостью к гамма-излучению, способностью к его значительному ослаблению и, следовательно, превосходными, лучшими, чем у других известных материалов, свойствами для защиты от радиации.
«Это значит, что синтезированные борбариофторидные натриево-кальциевые стекла, легированные оксидом никеля, могут использоваться для защиты от излучения, к примеру, в ядерной медицине», — подчеркивает Николай Кудреватых.
Справка
Стеклообразные системы применяются в нескольких областях, включая твердотельные лазеры, материалы для защиты от излучения, оптоэлектронные системы, оптические фильтры и волокна, теплоизоляторы и т. д. Это связано с блестящими химическими и физическими свойствами стеклообразных систем, такими как низкие температуры плавления и размягчения, высокая прозрачность в инфракрасном диапазоне, высокая плотность, высокие показатели преломления и исключительные свойства защиты от гамма-излучения. Стекла на основе бора — одна из наиболее известных и высококачественных систем.
УрФУ — один из ведущих вузов России со столетней историей, один из лидеров программы «Приоритет–2030», № 1 в стране по объемам приема. Расположен в Екатеринбурге — столице Всемирных летних студенческих игр 2023 года, городе-победителе отбора Правительства России на создание университетских кампусов. Вуз выполняет функции проектного офиса Уральского межрегионального научно-образовательного центра мирового уровня (НОЦ).
УрФУ оперативный — в телеграм.