Ученые Санкт-Петербургского политехнического университета создали гибкий и прочный материал, который меняет цвет под воздействием электричества. На его основе можно делать одежду со сменной окраской, которая регулируется нажатием кнопки, производить окна с изменяемой степенью пропускания света и многое другое. Также специалисты вуза разрабатывают радиофармпрепарат для лечения рака молочной железы, изобретают яркие и надежные гибкие экраны для смартфонов, а также конструируют коммунального робота-уборщика. «Известия» собрали самые интересные разработки СПбПУ в день его 125-летия.
На вкус и цвет
Специалисты Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (СПбПУ) в сотрудничестве с профессором Раджешем Кумаром из Индийского технологического института в Индоре разработали гибкое устройство, способное менять окраску под действием электрического тока. Его особенность в том, что оно сохраняет цвет и в отсутствии питания. Ученые могут добиться любого требуемого оттенка, который зависит от используемых материалов и компонентов. Количество возможных цветов можно варьировать с помощью состава и регулировать воздействием электрического тока.
— В рамках исследования были получены электрохромные материалы, из которых было сконструировано прозрачное гибкое устройство толщиной порядка 1 мм. Внутренняя часть состоит из прозрачного проводящего слоя, покрытого композиционным органо-неорганическим материалом, способным менять цветовой окрас при пропускании тока. Разработка позволила добиться изменения цвета материала в широком диапазоне оттенков, увеличить количество циклов смены цветов и повысить скорость изменения окраски, которая составила несколько секунд, — рассказал Максим Максимов, заведующий лабораторией «Покрытия Материалы и технологии литиевых источников тока», ИММиТ.
Именно использование композиционных материалов с органическими полимерами позволяет сохранить работоспособность при сгибании и скручивании, добавил ученый.
По словам разработчиков, их изобретение можно использовать по-разному. Например, для производства одежды, которая будет менять свой цвет при нажатии кнопки. Либо применять для нанесения на окна и менять степень пропускания света в зависимости от погоды. Ученые также предложили технологию, с помощью которой можно создать автомобиль, окна которого меняют окраску по желанию владельца. Пока технология находится на научной стадии, но в будущем вполне может применяться в промышленности.
Как я радий
Ученые СПбПУ работают над созданием нового радиофармпрепарата с использованием изотопа радия-223. Лекарство можно будет применять для лечения рака молочной железы. Частицы вещества уже давно используются в медицине для борьбы с метастазами, которые возникают у пациентов с раком простаты. Изотоп воздействует на костную ткань, где обычно и возникают вторичные очаги болезни. Радий обладает множеством преимуществ по сравнению с другими радиологическими методами. Но иные виды онкозаболеваний им пока не лечили, так как для этого необходимо научиться перенаправлять его действие в нужную часть организма.
— Радий-223 идеально подходит для локальной терапии рака благодаря своим свойствам. Сейчас для лечения рака молочной железы используют брахитерапию. Радиоактивный элемент на небольшом носителе вводят в организм с помощью очень сложной и неприятной процедуры, которую тяжело переносят пациенты. При этом радиоактивные частицы не выводятся из организма. Для этого нужна еще одна процедура. Наш препарат можно будет вколоть в опухоль обычным шприцем, а после того как он выполнит свою задачу, он сам выведется из организма, — сказала лаборант-исследователь лаборатории нано- и микрокапсулирования биологически активных веществ СПбПУ Дарья Ахметова.
Замечательная гибкость
Сотрудники вуза вместе с учеными из СПбГУ, Алферовского университета и Сколтеха предложили технологию создания гибких экранов на основе полупроводников. Они значительно ярче и долговечнее аналогов, которые используются сейчас в большинстве складных смартфонов, планшетов и других устройств с возможностью изменять форму дисплея. Для производства светодиодов ученые использовали нитевидные нанокристаллы — именно они и придали материалу способность тянуться и гнуться.
— Разработанная нами технология производства гибких полупроводниковых светодиодов дороже популярных сегодня OLED-дисплеев, однако она позволяет делать более яркие и долговечные гнущиеся экраны, что открывает возможности для ее широкого практического применения, — сказал директор Высшей инженерно-физической школы СПбПУ Иван Мухин.
Время роботов
Команда Polytech Voltage Machine СПбПУ создала беспилотную роботизированную платформу для автоматической уборки дворовых пространств от снега, грязи и пыли. Изобретатели уже спроектировали для нее навесное оборудование в виде отвала спереди и щетки сзади. Кроме этого, на машину можно установить сельскохозяйственный инвентарь и использовать ее для обработки посадок на небольших фермах, если для них не подходят обычные тракторы.
— Рынок бесплотных платформ в России сейчас только зарождается. Нельзя просто пойти и купить подобную высокотехнологичную разработку. Есть несколько аналогов, которые сейчас проходят тестирование. Но наш робот отличается от них многофункциональностью за счет модульной конструкции и особого программного обеспечения, — сказал инженер Высшей школы транспорта СПбПУ Всеволод Гайдук.
Еще одна важная особенность беспилотника — он использует для движения гусеницы, а не колеса. Это сильно повышает его проходимость, благодаря чему можно выполнять задачи там, где не сможет проехать обычная коммунальная машина. Создатели уже собрали опытный образец устройства.