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 […]
Машиностроение
Самоохлаждающиеся «потеющие» материалы
Современная наука и техника всё чаще сталкиваются с задачами эффективного управления теплом — будь то защита двигателей от перегрева или обеспечение термической устойчивости конструкционных элементов. В условиях растущих температурных нагрузок, возникающих при работе авиационных, ракетных и энергетических установок, всё большее внимание уделяется инновационным материалам с особыми свойствами. Одним из таких открытий стали самоохлаждающиеся, или, как […]
Самосмазывающиеся материалы
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, […]
Хемилюминофоры
Среди множества удивительных явлений, известных современной химии, хемилюминесценция занимает особое место. Это явление представляет собой излучение света в результате химических превращений, без участия высоких температур или внешних источников энергии. Благодаря своей чувствительности, специфичности и возможности визуального наблюдения, хемилюминесценция стала важным инструментом в аналитической химии, биохимии, экологии, а также нашла применение в повседневной жизни — от […]
Электролюминофоры и электролюминесценция: физика свечения и применение
В современном мире освещение перестаёт быть просто функциональным элементом. Оно становится интеллектуальной, энергоэффективной и высокотехнологичной системой, охватывающей как бытовые, так и промышленные и городские нужды. Одной из ключевых технологий, обеспечивающих эту революцию, является электролюминесценция — уникальное физическое явление, при котором вещество начинает светиться под действием электрического поля. Явление не только красиво, но и чрезвычайно полезно: […]
Радиолюминофоры: источники автономного свечения и их применение
Современные технологии всё чаще опираются на материалы, способные самостоятельно излучать свет в ответ на воздействие внешних факторов. Одним из наиболее интересных и практичных направлений в этой области является радиолюминесценция — свечение веществ, вызванное ионизирующим излучением. Это явление положено в основу работы радиолюминофоров — уникальных соединений, способных светиться на протяжении десятков лет без необходимости внешнего источника […]
Фотолюминофоры
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). […]
Люминесцентные материалы
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 […]
Хромогенные материалы
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, […]
Нелинейные оптические материалы
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 […]
Пьезооптические материалы
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 […]
Магнитооптические материалы
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 […]
Электрооптические материалы
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 […]
Электрооптические, магнитооптические и пьезооптические материалы
Современные технологии невозможно представить без управления светом — будь то в лазерной технике, телекоммуникациях, измерительных системах или дисплейных устройствах. Одним из важнейших направлений в этой области является использование материалов, способных изменять свои оптические свойства под воздействием различных внешних факторов — электрических и магнитных полей, а также механических напряжений. К таким материалам относятся электрооптические, магнитооптические и […]
Магнитокалорические материалы
К магнитокалорическим относятся магнитные материалы, обладающие магнитокалорическим эффектом, который заключается в изменении температуры материала при его намагничивании или размагничивании во внешнем магнитном поле в адиабатических условиях, т.е. в отсутствие теплового обмена с окружающей средой. Магнитокалорический эффект возникает в результате перераспределения внутренней энергии магнитного вещества между системой магнитных моментов его атомов и кристаллической решеткой. Максимальной величины […]