Подход не требует значительных дополнительных расходов.
Специалисты из Уральского федерального университета (УрФУ) разработали методику синтеза материалов, которая позволяет адаптивно управлять их характеристиками, получая нужные свойства для различных задач. Эта методика стала возможной благодаря открытию эффекта накопления зарядов высокой плотности при синтезе полифункциональных сложнооксидных соединений.
Авторы исследования подчеркивают, что исходные вещества включают растворимые соли металлов, такие как нитраты, которые входят в состав сложнооксидных материалов: известные манганит лантана, диоксид церия, гексаферрит стронция и так далее. Также добавляется органический компонент, например, полимеры, такие как поливиниловый спирт, или даже лимонная кислота.
Далее происходит выпаривание смеси. По мере потери воды она может активно сгорать, образуя оксидный продукт. В окружающую среду выделяются, помимо водяного пара, безвредные азот и углекислый газ. Эксперименты продемонстрировали, что часть убывающих молекул либо отдает, либо забирает у твердых компонентов электроны, что приводит к образованию зарядов и значительной разности потенциалов. При этом на процесс генерации зарядов можно влиять, например, с помощью электромагнитных полей, даже если они не очень мощные.
Некоторые свойства созданного материала зависят от накопленных зарядов. В частности, они определяют, как наночастицы взаимодействуют друг с другом. При высоких зарядах они сильнее отталкивают друг друга и накапливают на поверхностях избыток энергии. В результате, например, при производстве керамики из такого порошка можно получать продукт при температуре на 300 градусов Цельсия ниже, чем в обычных условиях, а также за более короткий срок. Это обеспечивает заметный экономический эффект.
Открытие предоставляет возможность создавать многослойные керамические структуры, управляя зарядами на разных уровнях и регулируя температуру, а также используя электромагнитные поля. Методика подходит для синтеза материалов в самых различных отраслях: от биомедицины и электроники до энергетики и экологии.
Фото: hi-tech.mail.ru