Машиностроение

К биолюминесцентным материалам (биолюминофорам) относятся такие материалы, которые обладают способностью к биолюминесценции – разновидности хемилюминесценции, протекающей в живых организмах. Светящиеся виды встречаются как среди одноклеточных организмов (бактерии, жгутиконосные водоросли и др.), так и среди многоклеточных (грибы, медузы, кальмары, рыбы, рачки, жуки, черви, комары и др.) (рис. 1). Рис. 1. Биолюминесценция медузы Многоклеточные животные обычно излучают свет […]

К биохромным материалам относятся такие хромогенные вещества, которые входят в состав биологических объектов или обладают способностью изменять окраску под действием факторов биологической среды. Хромогенные вещества имеют довольно значительное распространение в живой природе. Хорошо известна способность хамелеонов (разновидность ящериц, ведущих древесный образ жизни) изменять окраску и рисунок тела (рис. 1). Рис. 1. Хамелеон Изменение окраски связано […]

Известны различные технологические подходы к созданию самоочищающихся материалов, т.е. таких материалов, которые препятствуют отложению загрязнений на своей поверхности. Один из таких подходов основан на формировании особой наноморфологии поверхности материалов, благодаря чему они приобретают «эффект листьев лотоса». Как известно, листья лотоса остаются чистыми даже тогда, когда вода вокруг мутная и грязная. Происходит это из-за того, что листья […]

Самоохлаждающиеся, или, как их еще называют, «потеющие» материалы обладают капиллярной пористой структурой, благодаря которой они способны пропускать жидкость, выделяющуюся на поверхности материала в виде капель или паров и охлаждающую его за счет фазовых и химических превращений (диссоциации, плавления, сублимации и т.п.). Это свойство «потеющих» материалов (чистых металлов или сплавов) позволяет охлаждать высокотеплонагруженные элементы летательных аппаратов, […]

Самосмазывающимися материалами называются композиционные материалы, состоящие из пористой матрицы и размещенной в порах дисперсной смазочной составляющей, выделяющейся на их поверхности в зоне фрикционного контакта. Обычно их получают методами порошковой металлургии. Они применяются для изготовления деталей узлов трения. В частности, из них эффективно изготавливать подшипники скольжения, работающие без смазки. 20–30 % объема таких подшипников занимают поры, […]

К хемилюминофорам относятся вещества, обладающие способностью к хемилюминесценции, т.е. к свечению, вызванному химическими реакциями. При хемилюминесценции излучают продукты реакции или другие компоненты, возбуждаемые в результате переноса энергии к ним от продуктов реакции. Хемилюминесценция может наблюдаться в реакциях, протекающих самопроизвольно при смешивании реагентов (собственная хемилюминесценция), а также в реакциях, происходящих под воздействием различных факторов (электрического разряда, […]

К электролюминофорам относятся вещества, обладающие способностью к электролюминесценции, т.е. к свечению, которое возбуждается электрическим полем. Электролюминесценция наблюдается в твердых телах и газах. Из различных типов электролюминесценции твердых тел наиболее важными являются инжекционная и предпробойная. Инжекционная электролюминесценция характерна для р-n-перехода в некоторых полупроводниках, например в SiС или GaP, в постоянном электрическом поле, включенном в пропускном направлении. […]

К радиолюминофорам относятся вещества, обладающие способностью к радиолюминесценции, т.е. к свечению, которое возбуждается ионизирующим излучением. Возбудителями радиолюминесценции могут быть альфа- и бета-частицы, гамма- и рентгеновские лучи, быстрые электроны. Радиолюминофоры находят применение в тех областях техники, где требуется высокая автономность источника света (морские бакены, осветители для работы в шахтах и на рудниках, источники света для циферблатов […]

К фотолюминофорам относятся вещества, обладающие способностью к фотолюминесценции, т.е. к свечению, которое возбуждается светом видимого или УФ диапазона. Фотолюминесценция подразделяется на флуоресценцию и фосфоресценцию. Флуоресценция быстро затухает после окончания действия возбуждающего света (время затухания 10-9 с). Термин «флуоресценция» происходит от названия минерала флюорит, у которого она впервые была обнаружена (суффикс escent (лат.) означает слабое действие). […]

Люминесцентными материалами (люминофорами) называются такие материалы, которые способны люминесцировать, т.е. отдавать в виде светового излучения (без испускания тепловых лучей) поглощенную ими энергию возбуждения. Люминесценция может проявляться при довольно низких температурах, поскольку не использует тепловую энергию излучающей системы. Поэтому люминесценцию часто называют «холодным свечением». В отличие от других видов нетеплового излучения (например, рассеяния и отражения света) люминесценция характеризуется […]

К хромогенным материалам относятся такие материалы, в которых под действием различных факторов происходят структурные изменения, сопровождающиеся изменением их окраски. Хромогенные материалы в зависимости от факторов, вызывающих изменение их окраски, подразделяются на различные типы. Основными из них, получившими наиболее широкое распространение, являются фотохромные, электрохромные и термохромные материалы, в которых изменение цвета происходит соответственно под действием света, […]

Нелинейными оптическими материалами называются такие материалы, в которых наблюдается значительная (нелинейная) зависимость оптических свойств от мощных световых пучков. В световой волне, которая имеет две взаимосвязанные составляющие – электрическую и магнитную, происходят колебания векторов Е и Н, являющихся напряженностями соответственно электрического и магнитного полей волны. Колебания векторов Е и Н происходят с одинаковой фазой, а мгновенные […]

Пьезооптический эффект (фотоупругость) состоит в возникновении оптической анизотропии в первоначально изотропных твёрдых телах (в том числе полимерах) под действием механических напряжений. Данное явление открыто немецким физиком Т.И. Зеебеком в 1813 г. и впервые описано шотландский физиком Д. Брюстером в 1816 г. Фотоупругость является следствием зависимости диэлектрической проницаемости материалов от деформации и проявляется в виде возникающего […]

Различают два вида магнитооптического эффекта: эффект Коттона-Мутона, который в применении к кристаллам называется эффектом Фогта (открыт в коллоидных системах французским физиком Д. Коттоном в 1901 г. и далее детально исследован французским физиком А. Мутоном в 1907 г., а в кристаллах – немецким физиком В. Фогтом), и эффект Фарадея (обнаружен английским физиком М. Фарадеем в 1854 […]

Электрооптический эффект представляет собой явление изменения показателя преломления материалов под действием электрического поля. Различают два вида электрооптического эффекта: квадратичный электрооптический эффект, или эффект Керра (открыт шотландским физиком Д. Керром в 1875 г.) и линейный электрооптический эффект, или эффект Поккельса (изучен немецким физиком Ф. Поккельсом в 1893 г.). Эффект Керра состоит в том, что многие изотропные […]