Новые твердотельные функциональные материалы

Лекция Петра Леги и Дмитрия Кучина была посвящена новым твердотельным функциональным материалам. Под функциональными, или интеллектуальными, в противоположность конструкционным, понимают материалы, резко изменяющие свои свойства при минимальном внешнем воздействии. Наиболее ярко свойства изменяются при фазовых превращениях, например, магнитных, структурных и т.д.

Примером функциональных материалов являются материалы с эффектом памяти формы (ЭПФ) — они обладают способностью возвращаться в первоначальное состояние при внешнем воздействии, например, нагреве. В ходе лекции даже был продемонстрирован небольшой эксперимент с такими материалами. Металлические пружины из сплава с ЭПФ при опускании в чашку с горячей водой практически мгновенно возвращались в свое недеформированное состояние — приобретали форму прямой пластинки.

Основная часть лекции была посвящена устройствам на основе функциональных материалов, разрабатываемым в ИРЭ РАН. В частности, нано-пинцету (наноактюатору). Это миниатюрное устройство предназначено для манипулирования реальными нанообъектами: графеном, нанотрубками, биологическими и другими объектами. Его механизм работает на основе сплава с ЭПФ. Дмитрий и Петр детально пояснили принцип его работы и технологию производства. На данный момент такой нанопинцет является самым маленьким механическим устройством в мире.

Кроме того, спикеры рассказали о том, как во всем мире на основе материалов с магнитокалорическим эффектом (МКЭ) и эластокалорическим эффектом (ЭКЭ) исследователи стремятся создать новое поколение альтернативных энергетических систем. Глобальная задача, по их мнению, заключается в том, чтобы с помощью новых функциональных материалов совершить революцию не только в электронике, но и в энергетике, транспорте, медицине и других областях. Решение этой задачи, по их мнению, приведет к революции, сходной по масштабам с предыдущей технологической революцией, совершенной полупроводниками в информатике. Новые материалы и технологии должны инициировать стремительный рост производительности и качества производства, с одновременным снижением цены. Именно в этом авторы доклада видят ключ к шестому технологическому укладу человечества, который должен прийти на смену пятому, информационному укладу.