Технологии

Международная группа ученых из Франции и России создала прибор для проведения количественных измерений теплофизических параметров на единицах нанограммов вещества. Прибор называется нанокалориметр — в результате последних усовершенствований он приобрел способность проводить одновременные измерения с использованием синхротронной дифракции рентгеновских лучей. Работа ученых была опубликована в журнале European Polymer Journal.

«В рамках работы нашей Лаборатории инженерного материаловедения на факультете фундаментальной физико-химической инженерии МГУ мы развиваем новые научные методы, которые позволят осуществлять количественную физико-химическую характеризацию нано-объектов, — комментирует Дмитрий Иванов, один из авторов работы. — В частности, в нашей лаборатории был создан термоаналитический прибор нового поколения — нанокалориметр, который позволяет проводить количественные измерения теплофизических параметров на единицах нанограммов вещества. Это достигается с помощью специальных сенсоров, собранных на тонкой мембране из нитрида из кремния.  Мы также используем экстремальные условия нагрева (скорости нагрева достигают одного миллиона градусов в секунду), что близко к тому, сто происходит в эпицентре ядерного взрыва. 

В нашей новой статье мы пошли на шаг дальше и сумели добавить к нашему нанокалориметру возможность проведения одновременных измерений с использованием синхротронной дифракции рентгеновских лучей. Комбинация двух этих методов позволяет одновременно получать информацию о структурных и теплофизических параметрах микроскопически малого образца».  

Ученых интересовала возможность совмещения различных физико-химических методов характеризации нано-объектов. По словам Дмитрия Иванова, исследователям удалось заинтересовать нанокалориметром ученых из Европейского Центра по Синхротронному Излучению (ESRF, Grenoble, France) для создания комбинированной методики, включающей нанокалориметрию и нанофокусную синхротронную дифракцию. Этот контракт позволит ученым получать доступ к нанофокусной линии рентгена в течение трех лет.

«В настоящее время мы собираемся расширить спектр материалов, которые мы исследуем с помощью комбинации этих уникальных методов. Речь пойдет не только о классических полимерных материалах, но также о веществах для фармацевтики, биологических объектах и взрывчатых веществах. Применение чрезвычайно высоких скоростей нагрева и охлаждения позволит изучать механизмы термических переходов в веществах, а также создавать материалы с необычными свойствами путем создания метастабильных состояний», — заключает Дмитрий Иванов.