Студенты НовГУ изобрели и апробировали новую технологию измерения самых слабых магнитных полей. Она позволит изготавливать датчики и другую измерительную аппаратуру небольших размеров и применять ее в различных областях науки и жизни — начиная от электроники, заканчивая изучением строения Земли.
Новый подход способен измерять малые значения магнитного поля до уровня пикотексла – единица измерения в десять минус двенадцатой степени. И делает это за счет новой композитной структуры, которая может поместиться в кармане, — магнитопьезофибера.
Магнитопьезофибер представляет из себя слоистый композит, состоящий из плотно склеенных между собой волокнистых структур — магнитофибера и пьезофибера. Волокна магнитофибера реагируют на магнитное поле: чем оно сильнее, тем больше деформируется структура материала. А волокна пьезофибера реагируют на эту деформацию: чем она сильнее, тем больше пьезофибер генерирует электрическое напряжение. Зная величину этого напряжения, можно рассчитать силу магнитного поля.
— Магнитофибер и пьезофибер состоят из магнитострикционных и пьезоэлектрических волокон соответственно, — пояснила Елена Ивашева, один из авторов разработки, студентка кафедры проектирования и технологии радиоаппаратуры, инженер-исследователь лаборатории «Микро- и нанотехнологий» Передовой инженерной школы НовГУ. — Именно благодаря такой волокнистой, а не пластинчатой структуре и достигается наибольший магнитоэлектрический эффект – можно измерять сверхмалые значения физических величин. А дальше дело практики: мы смогли соединить эти материалы так, чтобы волокна каждого начали работать в связке – волокна, реагирующие на магнитное поле, и волокна, генерирующие электрическое напряжение. И предоставлять таким образом замеры физических величин, даже если они ничтожно малы.
Технология может применяться в электронике и энергетике для оптимизации и мониторинга работы электронных приборов и устройств. В биомедицине для измерения значений малых магнитных полей сердца, головного мозга, необходимых для более полной точной диагностики состояния здоровья человека. В геологии для исследования почв, пород, поиска месторождений полезных ископаемых. Или в геофизике для изучения структуры Земли.
Аналога магнитопьезофибера ни в России, ни за рубежом нет.