Учёные КемГУ занимаются исследованием новых материалов с низкой или отрицательной линейной сжимаемостью для нужд региона

В число победителей грантового конкурса Российского научного фонда вошёл проект учёных Кемеровского государственного университета «Поиск и исследование новых материалов с низкой или отрицательной линейной сжимаемостью для нужд Кемеровской области-Кузбасса» (руководитель – кандидат физико-математических наук, доцент кафедры теоретической физики ИФН Д. В. Корабельников). Проект, рассчитанный на два года, направлен на поиск и исследование материалов, которые перспективны для использования в датчиках давления, несжимаемых композитах и искусственных мышцах.

Работы в данном направлении ведутся в течение пяти лет. Так, впервые были обнаружены несколько оксианионных кристаллов с отрицательной линейной сжимаемостью и дана интерпретация отрицательной линейной сжимаемости в них. Кроме того, на основе расчетов для ионно-молекулярных кристаллов предсказана низкая и отрицательная линейная сжимаемость. В дальнейшем на основании расчетов будет выполнен поиск кристаллов с низкой или отрицательной линейной сжимаемостью (ОЛС), в результате которого ожидается открытие новых ОЛС материалов или почти несжимаемых материалов. Учёные изучат особенности их структуры и химической связи, выявят механизмы ОЛС, а также исследуют их важные свойства (упругие, электронные). Итогом работы станет выявление уникальных свойств материалов для целенаправленного эксперимента, что позволит сократить синтез и измерения для неподходящих соединений, соответствующие временные и материальные затраты. Будут выработаны рекомендации по практическому применению и стратегии поиска перспективных материалов, используемых в датчиках давления, несжимаемых композитах и искусственных мышцах.

Прямая речь  

Конструкционные материалы под воздействием высоких механических нагрузок могут значительно деформироваться, поэтому поиск материалов с низкой или отрицательной сжимаемостью, а также понимание механизмов обратной сжимаемости важны для создания несжимаемых композитов, в которых расширения и сокращения компенсируют друг друга. Работа в угольной отрасли сопряжена с наличием высоких механических нагрузок и травм, что вызывает необходимость поиска несжимаемых или слабо сжимаемых материалов, материалов для датчиков давления и искусственных мышц. Компьютерное моделирование и предсказание структуры в условиях внешнего давления упругих и электронных свойств позволят решить данную задачу. .

Дмитрий Васильевич Корабельников, кандидат физико-математических наук, доцент кафедры теоретической физики ИФН КемГУ