Челябинские физики получили 13 млн рублей на изучение «странного поведения» наноструктур
21 Августа 2020
Фото: пресс-служба ЧелГУ
Они разрабатывают программу для прогнозирования запаса прочности и ударного разрушения металлов.
Челябинские ученые получили финансирование на исследования в области биомедицины и IT-технологий. Проект физиков ЧелГУ победил во Всероссийском конкурсе научных разработок и получил от Министерства науки и высшего образования более 13 млн рублей.
Большая группа из 27 ученых под руководством завкафедрой физики конденсированного состояния, доктора физико-математических наук, профессора Василия Бучельникова будет исследовать свойства перспективных магнитных материалов и наноструктур. «Нано» могут найти применение в самых разных сферах науки и техники. Их «странное поведение» при экспериментах обусловлено тем, что они, обладая магнетизмом, проводят электричество, но лишены многих минусов традиционных металлов. Ученые также будут вести трехмерное моделирование ударных воздействий на материалы и сплавы, проверять их на гибкость и прочность.
«Исследования ведутся по трем направлениям, — говорит Василий Бучельников. — Первое — это изучение для практического применения так называемых магнитоупорядоченных веществ, в том числе сплавов Гейслера. Дело в том, что они обладают целым рядом очень ценных свойств: гигантским магнитокалорическим эффектом, особыми деформациями, а также магнитным сопротивлением. Эти характеристики позволяют использовать такие материалы при создании приборов, основанных на технологии магнитного охлаждения, особо чувствительных сенсоров, а также устройств для хранения информации и биомедицины. Наше исследование носит фундаментальный характер и позволяет предсказать материалы, в которых нужные свойства проявляются наиболее ярко».
По словам ученого, другое не менее важное направление — изучение волновых процессов в наноструктурах и двумерных материалах. Группа исследователей под руководством проректора по науке, доктора физико-математических наук, профессора Игоря Бычкова разрабатывает дизайн наноструктур на основе магнитных и двумерных материалов. Главная особенность «двумеров» — их волновыми свойствами можно управлять внешним магнитным полем. Физики изучат магнитные, звуковые и электромагнитные колебания в этих структурах, условия их взаимодействия, то есть возможность перехода одного вида колебаний в другие. Кроме чисто научного интереса, полученные результаты можно будет применить при проектировании принципиально новых устройств хранения и обработки информации.
Цель исследований третьей научной группы под руководством завкафедрой общей и прикладной физики ЧелГУ, доктора физико-математических наук, доцента Александра Майера — развитие моделей пластичности и разрушения металлов с описанием деформаций и сложных напряженных состояний.
«Мы разработаем компьютерные программы для трехмерного моделирования поведения металлических конструкций при динамическом воздействии, — сообщил Александр Майер. — Будем исследовать пластическую деформацию и «ударное» разрушение металла в зонах концентрации напряжений сложных конструкций. Результаты исследований будут представлены в виде программных продуктов, которые помогут вести сложные инженерные расчеты прочности и гибкости материалов».
Большая группа из 27 ученых под руководством завкафедрой физики конденсированного состояния, доктора физико-математических наук, профессора Василия Бучельникова будет исследовать свойства перспективных магнитных материалов и наноструктур. «Нано» могут найти применение в самых разных сферах науки и техники. Их «странное поведение» при экспериментах обусловлено тем, что они, обладая магнетизмом, проводят электричество, но лишены многих минусов традиционных металлов. Ученые также будут вести трехмерное моделирование ударных воздействий на материалы и сплавы, проверять их на гибкость и прочность.
«Исследования ведутся по трем направлениям, — говорит Василий Бучельников. — Первое — это изучение для практического применения так называемых магнитоупорядоченных веществ, в том числе сплавов Гейслера. Дело в том, что они обладают целым рядом очень ценных свойств: гигантским магнитокалорическим эффектом, особыми деформациями, а также магнитным сопротивлением. Эти характеристики позволяют использовать такие материалы при создании приборов, основанных на технологии магнитного охлаждения, особо чувствительных сенсоров, а также устройств для хранения информации и биомедицины. Наше исследование носит фундаментальный характер и позволяет предсказать материалы, в которых нужные свойства проявляются наиболее ярко».
По словам ученого, другое не менее важное направление — изучение волновых процессов в наноструктурах и двумерных материалах. Группа исследователей под руководством проректора по науке, доктора физико-математических наук, профессора Игоря Бычкова разрабатывает дизайн наноструктур на основе магнитных и двумерных материалов. Главная особенность «двумеров» — их волновыми свойствами можно управлять внешним магнитным полем. Физики изучат магнитные, звуковые и электромагнитные колебания в этих структурах, условия их взаимодействия, то есть возможность перехода одного вида колебаний в другие. Кроме чисто научного интереса, полученные результаты можно будет применить при проектировании принципиально новых устройств хранения и обработки информации.
Цель исследований третьей научной группы под руководством завкафедрой общей и прикладной физики ЧелГУ, доктора физико-математических наук, доцента Александра Майера — развитие моделей пластичности и разрушения металлов с описанием деформаций и сложных напряженных состояний.
«Мы разработаем компьютерные программы для трехмерного моделирования поведения металлических конструкций при динамическом воздействии, — сообщил Александр Майер. — Будем исследовать пластическую деформацию и «ударное» разрушение металла в зонах концентрации напряжений сложных конструкций. Результаты исследований будут представлены в виде программных продуктов, которые помогут вести сложные инженерные расчеты прочности и гибкости материалов».
Поделиться
