Быть пластичным, гибким, прочным!

В 2025 году российские ученые демонстрируют впечатляющую динамику развития, достигая значимых результатов в самых разных областях — от медицины и материаловедения до экологии и искусственного интеллекта.

Сегодня, в силу ряда причин и конкретных интересов, texnoGraf.ru сделает «остановку» на небольшом обзоре о новых материалах и физических открытиях. Не беремся охватить ВСЕ–необъятное, однако некоторые инновационные решения изложим в кратком виде.

• Важное достижение российских ученых — создание пластичных полупроводниковых стекол на основе соединений серебра. Такие материалы более устойчивы к термическим и механическим нагрузкам, чем их классические аналоги, и перспективны для использования в гибкой электронике и инфракрасной оптике.

Перспективы практического применения пластичного полупроводникового стекла действительно впечатляют. Этот материал открывает путь к созданию устройств, которые сегодня кажутся футуристичными, и ожидает взрывной рост рынка в ближайшем десятилетии. Основными областями, где гибкое стекло уже начинает применяться и будет играть ключевую роль, являются потребительская электроника, автомобилестроение и передовая упаковка микросхем.

Прямых примеров использования именно пластичных полупроводниковых стекол в автомобилях на данный момент texnoGraf.ru не нашел. Однако фундаментальные исследования и прототипирование активно ведутся.

Разработали гибкие полупроводниковые стекла ученые Санкт‑Петербургского университета. Новый материал сравним по пластичности с алюминием. На его основе можно производить устойчивые к повреждению приборы ночного видения, гибкие медицинские сенсоры и запоминающие устройства.

Полупроводниковые стекла — обычные стекла, в составе которых кислород заменен на серу, селен или теллур. Сегодня стеклообразные полупроводники используются для изготовления инфракрасной оптики (например, тепловизоров и очков ночного видения), гибкой электроники и энергонезависимых накопителей информации (по типу USB‑флеш).

Повысить пластичность полупроводниковых стекол (очень хрупких) получилось за счет добавления в их состав серебра. Благодаря этому стекла приобрели способность к релаксации напряжений, как термических, так и механических.

Сегодня у химиков СПбГУ есть два перспективных образца полупроводниковых стекол с разными химическими составами. Стекла с одним из них способны снижать приложенное к ним напряжение на три четверти.

Стеклянный полупроводник с другим составом получен учеными пока только в микроскопическом варианте: толщиной в один-два микрона, гибкость которых подтверждена наноиндентацией. Это стекло получилось гибким настолько, что оно, как говорят о материале разработчики, в буквальном смысле — мнется. Оно сравнимо с алюминием и даже превосходит его.

Это критически важный шаг для будущей интеграции в компактную автомобильную электронику, открываются широкие возможности для применения этого «идеального материала» для линз и защитных покрытий ИК-камер и датчиков в системах ночного видения и кругового обзора.

• Ученые НИТУ «МИСИС» совместно с китайскими коллегами разработали «самозалечивающееся» защитное покрытие для изделий из ниобиевых сплавов, которые широко используются в энергетике и химической промышленности. Это покрытие в 25 раз увеличивает износостойкость подложки и на несколько порядков — ее жаростойкость. 

• Из фундаментальных физических открытий.

Ученые Томского политехнического университета впервые экспериментально доказали существование эффекта поперечного движения электронов в двумерных материалах при отсутствии внешнего магнитного поля. Это открытие в будущем может привести к созданию принципиально новых электронных и оптоэлектронных устройств.

• Ну, и какое же материаловедение сегодня без… цифровизации!

Ученые Балтийского федерального университета разработали математический алгоритм и создали «цифровых двойников» наночастиц серебра, которые с высокой точностью предсказывают, как реальные частицы будут взаимодействовать со светом.

А люди науки из Московского физико-технического института разработали ИИ-алгоритм, способный за несколько дней предсказать новые стабильные двумерные материалы – раньше на подобного рода эксперименты уходили месяцы!

 

*
В последние полгода российская наука добилась значительных успехов в области новых материалов и физики, особенно в сфере квантовых технологий и сверхпроводимости. Эти достижения укрепляют позиции страны на мировой научной арене и открывают путь для практического применения в высокотехнологичных отраслях промышленности.

 

По материалам открытых источников, Людмила ГЛАДИЛИНА, «Технограф.Ру» (texnograf.ru)