Случайно открытое новосибирскими учеными вещество собираются применять при рентгенографии. Оно оказалось чувствительнее к излучению, чем все существующие аналоги.
Открытие было сделано группой ученых в рамках исследования фторидоборатов бария. Большую роль в обнаружении этого нового вещества сыграл аспирант НГУ и младший научный сотрудник лаборатории метаморфизма и метасоматоза Института геологии и минералогии СО РАН Сергей Ращенко. Молодой ученый должен был расшифровывать структуры новых соединений.
«И совершенно случайно обнаружилось: некоторые из образцов, когда их устанавливают в прибор и подвергают рентгеновскому излучению, меняют цвет – порошки из белого становятся темно-фиолетовыми. Эффект был обратимым – образцы возвращались в исходное состояние, полежав на ярком свету, – рассказал Сергей Ращенко. – В принципе, подобное поведение (накопление в структуре кристалла особых дефектов, «центров окраски», под воздействием ионизирующего излучения) было описано для некоторых веществ, однако в столь яркой форме оно наблюдалось впервые».
Из этого вещества ученым удалось вырастить монокристалл, который также менял цвет при взаимодействии с рентгеновским излучением. О практическом применении его они не задумывались, пока снова не вмешался случай.
«Мы бы положили этот результат «на полку», если бы в тот момент мне не пришлось детально разбираться с принципом работы одного из детекторов рентгеновского излучения, который мы используем в наших экспериментах. Я наткнулся на информацию, что он основан абсолютно на таком же эффекте, который мы пронаблюдали, но с использованием другого вещества», – объяснил аспирант.
Как рассказали в «Науке в Сибири», в таких детекторах используются запоминающие пластины, они сохраняют изображение за счет накопления дефектов в структуре активного вещества, это называют «оптической памятью». Считать изображение можно с помощью лазерного сканирования. Такой подход должен заменить используемые в России рентгеновские пленки, которые имеют меньшую чувствительность и требуют большего времени облучения. Подобные запоминающие пластины в настоящий момент производят только в Японии, однако выявленное в Новосибирске вещество по своим свойствам превосходит этот аналог.
«Соединение это необычное, в том числе и потому, что его химический состав может очень сильно варьироваться в пределах одной структуры, – пояснил Сергей Ращенко. – Основой дизайна любых функциональных материалов является связь «состав – структура – свойства». В нашем случае мы можем «настраивать» свойства соединения, подбирая оптимальный состав, лучше всего подходящий для решения поставленных задач. Это преимущество нашего материала по сравнению с доступными аналогами».
Использовать новое вещество, фторидоборат бария, можно будет не только в научных приборах, но также и в медицинских целях и дефектоскопии. Монокристаллы и поликристаллические образцы этого материала уже синтезированы. Впоследствии его собираются смешать с полимерами и нанести тонким слоем на пластину, чтобы получить тестовые образцы. Ученые также занимаются подбором допирующей смеси, для лучшей работы этого материала необходимо добавить в него редкоземельный элемент, благодаря которому изображение во время сканирования будет проявляться в определенном диапазоне длин волн.
Исследователи подали заявку на грант программы «УМНИК» Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере. Работа по изучению свойств нового вещества шла с группой кристаллохимиков из Института геологии и минералогии, в частности, с ведущим научным сотрудником лаборатории метаморфизма и метасоматоза, доктором геолого-минералогических наук Юрием Сереткиным, а такдже кандидатом геолого-минералогических наук Владимиром Бакакиным. Позднее ученые собираются запатентовать полученные опытные образцы.
«Преимущество проекта, конечно, в том, что он базируется на экспериментальных мощностях Института геологии и минералогии СО РАН, то есть, у нас есть печи для синтеза, реактивы. В принципе, выделяемых средств (400 тысяч рублей на два года – прим. ред.) хватит на докупку некоторых других веществ и, соответственно, выполнение запланированных работ. Для проведения их с нуля, конечно, потребовались бы значительно большие суммы», – добавил Сергей Ращенко.
Случайно открытое новосибирскими учеными вещество собираются применять при рентгенографии. Оно оказалось чувствительнее к излучению, чем все существующие аналоги.
Открытие было сделано группой ученых в рамках исследования фторидоборатов бария. Большую роль в обнаружении этого нового вещества сыграл аспирант НГУ и младший научный сотрудник лаборатории метаморфизма и метасоматоза Института геологии и минералогии СО РАН Сергей Ращенко. Молодой ученый должен был расшифровывать структуры новых соединений.
«И совершенно случайно обнаружилось: некоторые из образцов, когда их устанавливают в прибор и подвергают рентгеновскому излучению, меняют цвет – порошки из белого становятся темно-фиолетовыми. Эффект был обратимым – образцы возвращались в исходное состояние, полежав на ярком свету, – рассказал Сергей Ращенко. – В принципе, подобное поведение (накопление в структуре кристалла особых дефектов, «центров окраски», под воздействием ионизирующего излучения) было описано для некоторых веществ, однако в столь яркой форме оно наблюдалось впервые».
Из этого вещества ученым удалось вырастить монокристалл, который также менял цвет при взаимодействии с рентгеновским излучением. О практическом применении его они не задумывались, пока снова не вмешался случай.
«Мы бы положили этот результат «на полку», если бы в тот момент мне не пришлось детально разбираться с принципом работы одного из детекторов рентгеновского излучения, который мы используем в наших экспериментах. Я наткнулся на информацию, что он основан абсолютно на таком же эффекте, который мы пронаблюдали, но с использованием другого вещества», – объяснил аспирант.
Как рассказали в «Науке в Сибири», в таких детекторах используются запоминающие пластины, они сохраняют изображение за счет накопления дефектов в структуре активного вещества, это называют «оптической памятью». Считать изображение можно с помощью лазерного сканирования. Такой подход должен заменить используемые в России рентгеновские пленки, которые имеют меньшую чувствительность и требуют большего времени облучения. Подобные запоминающие пластины в настоящий момент производят только в Японии, однако выявленное в Новосибирске вещество по своим свойствам превосходит этот аналог.
«Соединение это необычное, в том числе и потому, что его химический состав может очень сильно варьироваться в пределах одной структуры, – пояснил Сергей Ращенко. – Основой дизайна любых функциональных материалов является связь «состав – структура – свойства». В нашем случае мы можем «настраивать» свойства соединения, подбирая оптимальный состав, лучше всего подходящий для решения поставленных задач. Это преимущество нашего материала по сравнению с доступными аналогами».
Использовать новое вещество, фторидоборат бария, можно будет не только в научных приборах, но также и в медицинских целях и дефектоскопии. Монокристаллы и поликристаллические образцы этого материала уже синтезированы. Впоследствии его собираются смешать с полимерами и нанести тонким слоем на пластину, чтобы получить тестовые образцы. Ученые также занимаются подбором допирующей смеси, для лучшей работы этого материала необходимо добавить в него редкоземельный элемент, благодаря которому изображение во время сканирования будет проявляться в определенном диапазоне длин волн.
Исследователи подали заявку на грант программы «УМНИК» Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере. Работа по изучению свойств нового вещества шла с группой кристаллохимиков из Института геологии и минералогии, в частности, с ведущим научным сотрудником лаборатории метаморфизма и метасоматоза, доктором геолого-минералогических наук Юрием Сереткиным, а такдже кандидатом геолого-минералогических наук Владимиром Бакакиным. Позднее ученые собираются запатентовать полученные опытные образцы.
«Преимущество проекта, конечно, в том, что он базируется на экспериментальных мощностях Института геологии и минералогии СО РАН, то есть, у нас есть печи для синтеза, реактивы. В принципе, выделяемых средств (400 тысяч рублей на два года – прим. ред.) хватит на докупку некоторых других веществ и, соответственно, выполнение запланированных работ. Для проведения их с нуля, конечно, потребовались бы значительно большие суммы», – добавил Сергей Ращенко.
