Перад навукоўцамi стаiць задача распрацаваць новыя матэрыялы для сродкаў касмiчнага i авiяцыйнага прызначэння. У БДУ, напрыклад, стварылi iнавацыйныя пакрыццi на аснове вугляроднага лямцу. Яны выкарыстоўваюцца для экранiравання розных прадметаў ад высокачастотнага электрамагнiтнага выпраменьвання i могуць прымяняцца для абшыўкi ўнутранай нiшы метэарадара ў грамадзянскiх самалётах, абароны пiлотаў i пасажыраў ад радыёхваль, у навуковых лабараторыях... Карэспандэнт «Р» даведалася падрабязнасцi.
Эфект паглынання
Саюзная дзяржава рэалізуе навукова-тэхнічную праграму «Тэхналогія-СД» з 2016 года. Беларускія і расійскія вучоныя плануюць распрацаваць інавацыйныя тэхналогіі для прымянення ў касмічнай галіне. Адна з задач, пастаўленых перад навукоўцамі, — стварыць новыя матэрыялы з радыёпаглынальнымі ўласцівасцямі. Менавіта над гэтым зараз працуюць калектывы лабараторыі нанаэлектрамагнетызму і фізіка-тэхнічнай лабараторыі Навукова-даследчага інстытута ядзерных праблем БДУ пад кіраўніцтвам загадчыка лабараторыі Дзмітрыя Бычанка:
— Мы робім радыёпаглынальныя матэрыялы на аснове неабпаленага вугляроднага лямцу, які вырабляецца на «СветлагорскХімвалакне». Прадпрыемства выпускае лямец, аднастайны па шчыльнасці, цепла- і электрычнай праводнасці. Яго фізічныя ўласцівасці на розных участках максімальна падобныя. Нам жа для задач, звязаных з паглынаннем электрамагнітнага выпраменьвання, трэба было атрымаць экземпляры з неаднароднай электраправоднасцю. Для гэтага распрацавалі тэхналогію тэрмічнай апрацоўкі лямцу. Яна дазваляе пад кантролем змяняць яго фізічныя ўласцівасці. Нам удалося атрымаць матэрыял, порыстасць і неаднароднасць супраціўлення якога дазваляюць эфектыўна паглынаць электрамагнітныя хвалі. Яны паўсюль. Іх выпраменьваюць тэлефоны, Wi-Fi, GPS, навігацыйныя сістэмы аўтамабіляў з функцыяй беспілотнага кіравання тыпу Tesla, камеры фотавідэафіксацыі на дарогах…
Дзмітрый Бычанок: «Цяпер мы працуем над тым, каб пашырыць дыяпазон паглынальных частот. Для гэтага будзем павялічваць таўшчыню матэрыялу і мадыфікаваць тэхналогію».Для чаго гэта трэба? Па-першае, электрамагнітнае выпраменьванне высокай магутнасці шкодна для чалавека, бо ўплывае на цэнтральную і перыферычную нервовую сістэму. Гэта выяўляецца ў зніжэнні ўвагі, пагаршэнні памяці, павышэнні стамляльнасці, санлівасці... Па-другое, часам для дакладнасці даследаванняў, напрыклад, у лабараторыях, неабходна адсутнасць электрамагнітнага выпраменьвання.
— Вы напэўна бачылі ў студыях гуказапісу сцены, абшытыя спецыяльным гукапаглынальным матэрыялам у выглядзе пірамід, — прыводзіць прыклад Дзмітрый Бычанок. — Гэта робіцца для таго, каб запісаць чысты гук, які ідзе ад кожнага інструмента, і заглушыць пераадбітыя ад сцен і скажоныя гукавыя хвалі.
Дзякуючы набору такіх важных уласцівасцяў, як высокая эластычнасць, хімічная ўстойлівасць да кіслот, шчолачаў і растваральнікаў, выкарыстоўваць інавацыйныя матэрыялы можна для электрамагнітнай абароны, пакрываючы імі розныя паверхні. Больш за ўсё вуглевалакна спажывае авіяцыйная прамысловасць: лёгкі і вельмі моцны матэрыял выкарыстоўваюць і пры вырабе апорных элементаў, і для ўнутранага аздаблення. На адзін авіялайнер можа пайсці да 30 тон вугляроднага валакна! Таксама радыёпаглынальныя пакрыцці на аснове вугляроднага лямцу могуць выкарыстоўвацца для абшыўкі ўнутранай нішы метэарадара ў грамадзянскіх самалётах, абароны пілотаў і пасажыраў ад радыёхваль, а таксама ў навуковых лабараторыях.
Атрыманы матэрыял па тэкстуры чымсьці нагадвае валёнак.Вялікі патэнцыял
Для лепшага разумення опцый створанага матэрыялу Дзмітрый Бычанок тлумачыць, што падобны прынцып работы адлюстравальных пакрыццяў мы маглі назіраць у акулярах з антыблікавым пакрыццём. Яно таксама памяншае адбівальную здольнасць паверхні і забяспечвае плаўны пераход з паветра ў шкло. Толькі шкло празрыстае для электрамагнітных хваль, а вось вугляродны лямец, наадварот, іх паглынае.Пакуль мы гутарым, малодшыя навуковыя супрацоўнікі Ягор Васілевіч і Аляксей Сухоцкі рыхтуюць да работы градыентную печ. Кастамная і самаробная, яна прызначана спецыяльна для неаднароднага адпалу вугляроднага лямцу. Менавіта ў ёй матэрыял набывае ўласцівасці, каштоўныя для авіяцыйнай і касмічнай прамысловасці. Дарэчы, адбываецца адпал у вакууме пры тэмпературы 700 градусаў.
Па тэкстуры атрыманы матэрыял чымсьці нагадвае валёнак. Важны нюанс — ён не гаручы. У гэтым пераконваемся шляхам невялікага эксперыменту. Награваем фрагмент матэрыялу запальніцай — ён распаляецца дачырвана, але не гарыць. Кажучы па-навуковаму, яго тэрмічная ўстойлівасць дасягае 400–450 градусаў. Вельмі важная для авіяцыйнай тэхнікі ўласцівасць!
— Атрыманы экземпляр таўшчынёй 5–6 міліметраў, — дэманструе Дзмітрый Бычанок. — Ён працуе на частотах вышэй 26 гігагерц і паглынае 99 працэнтаў магутнасці падаючага выпраменьвання. Больш нізкія частоты паглынаюцца горш. Цяпер мы працуем над тым, каб пашырыць дыяпазон паглынальных частот. Для гэтага будзем павялічваць таўшчыню матэрыялу і мадыфікаваць тэхналогію.
Патэнцыял у вугляроднага матэрыялу шырокі! Калі ў працэсе сінтэзу па нейкай прычыне ўзнікае брак, то такі экземпляр можна выкарыстаць не для паглынання, а для эфектыўнага адлюстравання электрамагнітнага выпраменьвання. І з гэтым ён цудоўна спраўляецца! Кладзём мой тэлефон у спецыяльны чахол з такога матэрыялу і спрабуем дазваніцца. Голас у трубцы паведамляе: «Абанент выключаны ці знаходзіцца па-за зонай дзеяння сеткі». Чахол працуе па прынцыпе клеткі Фарадзея і ўяўляе сабой пласт правадніка, праз які электрамагнітныя хвалі не праходзяць, а цалкам адбіваюцца, нібы ад люстэрка.
Дарэчы, навукоўцы БДУ ўжо правялі лабараторныя даследаванні, якія пацвердзілі эфектыўнасць распрацаванай інавацыі і паказалі магчымасць яе выкарыстання ў авіяцыйнай прамысловасці.
Радыёпаглынальныя пакрыцці на аснове вугляроднага лямцу могуць выкарыстоўвацца для абароны пілотаў і пасажыраў ад радыёхваль.gorbatenko@sb.by
