"Раздевающие лучи" помогли физикам из России создать идеальный нанопорошок

Ученые из Новосибирска выяснили, как можно использовать терагерцовое излучение для производства "идеальных" нанопорошков и суспензий из произвольных металлических или других материалов. Об этом рассказывает пресс-служба Института ядерной физики СО РАН.

"Изначально мы подвергали воздействию лазера диатомовые водоросли, которые плавали в воде в латунном контейнере. Мы заметили, что раствор окрашивается, изучили его состав и обнаружили, что под действием излучения у нас получилась своеобразная латунная стружка, которая и послужила "красителем" для раствора", - объясняет Александр Козлов из Института химической кинетики и горения СО РАН.

Терагерцовое излучение относится к числу самых перспективных направлений исследований в области оптики, микроэлектроники и в других высокотехнологичных сферах. В перспективе, волны такого типа можно приспособить для сверхскоростной передачи информации, наблюдения за работой живых клеток в режиме реального времени и множества других целей.

Когда такие лучи сталкиваются с "непрозрачной" для них материей, такой как металл или вода, они поглощаются ей и вырабатывают электрические поля, мощность которых может сильно варьироваться. Недавно российские физики обнаружили, что усиление этих полей приводит к тому, что "раздевающие лучи" начинают прожигать металл и оставлять "шрамы" на его поверхности.

Козлов и его коллеги открыли еще одно проявление этого феномена, пытаясь использовать терагерцовое излучение для того, чтобы изучить внутреннюю структуру и свойства различных водорослей, находившихся в металлических сосудах.

Их опыты неожиданным образом показали, что при повышении мощности генератора "раздевающих лучей" до определенного порога, производимые им импульсы Т-лучей начинают "обдирать" стенки емкости. В результате этого в растворе появляется большое число наночастиц, идеально похожих друг на друга, чья форма и размеры зависят от длины этих вспышек и их интенсивности.

Как показали дальнейшие эксперименты и наблюдения, ключевую роль в формировании этих частиц играла вода, преобразовавшая пучки Т-лучей в ультразвуковые импульсы, разрушавшие поверхность металла.

Открыв этот феномен, ученые проверили, будет ли терагерцовое излучение аналогичным образом действовать и на другие материалы. Для этого они погрузили графитовый электрод в воду и облучили его при помощи подобных вспышек. Оказалось, что и в данном случае возникали наночастицы идеальной формы и размеров, что сделало открытие российских физиков особенно ценным с практической точки зрения.

Сейчас глубина действия излучения составляет всего несколько микрон, что делает производство нанопорошков крайне медленным занятием. Чтобы получить даже один грамм порошка, придется облучать материал целый день. С другой стороны, как отмечают ученые, ничто не мешает созданию своеобразной "проточной" установки, работающей непрерывно. Это позволит получать наночастицы в количествах, достаточных для лабораторных опытов.