Эксперты из НИТУ МИСИС под руководством профессора Евгения Левашова сделали важный вклад в развитие прогрессивных технологий, разработав инновационные композитные материалы с уникальными магнитными характеристиками. Эти материалы способны не только служить основой для создания эффективных и надежных магнитных холодильников, но и открывают широкие перспективы для использования в самых различных областях современной науки и промышленности.
Прорыв российских исследователей: революция в материаловедении
Коллектив НИТУ МИСИС вывел создание композитных структур на новый уровень. Их разработки совмещают свойства металлов и керамики, что позволяет материалам демонстрировать отличную устойчивость к воздействию агрессивных сред и экстремальных температур. Такой подход открывает доступ к уникальным областям применения даже в тех сферах, где ранее подобные материалы считались недоступными или уж слишком затратными.
Основой инновационного материала стал борид железа с добавлением алюминия. Итоговый продукт обладает необычными для традиционной керамики магнитными характеристиками, что позволяет ему проявлять магнитокалорический эффект — изменение температуры при воздействии магнитного поля. Это свойство лежит в основе концепции магнитного охлаждения, одного из самых экологичных и безопасных способов управления температурой.
Профессор Евгений Левашов отмечает, что проектирование таких композитов в России ранее не осуществлялось, и сегодня отечественная наука выходит на передовые рубежи. Благодаря доступности компонентов и высокой эффективности метода изготовления, открываются реальные шансы для широкого внедрения новинки как в промышленных технологиях, так и в фундаментальных исследованиях.
Технологические возможности и многофункциональность
Полученный материал уникален не только своими магнитными свойствами, но и невероятной зоной применения. Он может выполнять задачи термобарьерного покрытия, защищая чувствительные детали от перегрева, термического удара или процессов окисления, что является критичным для энергетики и авиационной промышленности. Кроме того, композит способен выступать катализатором для синтеза аммиака — одного из основ химической промышленности.
Его плотная слоистая структура позволяет эффективно поглощать нейтроны, что актуально для ядерной энергетики. Не менее востребован материал в радиотехнике для экранирования высокочастотных сигналов. Благодаря универсальности, разработки НИТУ МИСИС придутся ко двору в самых современных сферах — от электроники до производства новых энергоэффективных устройств.
Инновационный путь к получению перспективных нанокомпозитов
В отличие от зарубежных аналогов, сложных в производстве и требующих дорогостоящего оборудования, российские специалисты нашли эффективное решение — метод самораспространяющегося высокотемпературного синтеза. Смесь алюминия, бора и железа перемалывается и затем подвергается реакция с высвобождением большого количества тепла, что приводит к образованию наночастиц с множеством слоев — своеобразных максенов на боридной основе.
Это технологическое решение позволило существенно удешевить и ускорить процесс получения ценного продукта, сохраняя при этом его уникальные физико-химические свойства. Полученные структуры способны легко изменять температуру в присутствии магнитного поля даже при близких к комнатной температурах, что особенно важно для создания экологичных бытовых и промышленных холодильных установок.
Магнитокалорический эффект в принципе можно назвать настоящей инновацией — когда вещество нагревается или охлаждается за счет влияния магнитного поля, процесс становится почти мгновенным, очень точным и энергосберегающим.
Преимущества магнитного охлаждения: забота об экологии и экономичность
Применение разработок НИТУ МИСИС находит особую актуальность как в промышленном, так и в бытовом сегменте. Магнитное охлаждение — это экологически чистая альтернатива привычным газовым холодильникам, ведь вместо выброса вредных фреонов или других хладагентов здесь задействуются исключительно чистые физические процессы. Установка долговечна, не требует сложного обслуживания и показывает высокую эффективность, что уже сейчас делает ее привлекательной для производителей холодильной техники.
Подобные магнитные системы способны обеспечивать заморозку и охлаждение различных сред — жидкостей, газов, химикатов, а уникальные свойства новых материалов от НИТУ МИСИС позволяют адаптировать оборудование под специфические задачи с минимальными доработками.
Принцип работы основан на изменении температуры в результате перемещения магнитного материала между разными магнитными полями. Такой подход не только минимизирует энергозатраты, но и гарантирует высокий уровень безопасности в эксплуатации, ведь исчезает необходимость использования летучих и потенциально опасных веществ.
Первые успехи и большие перспективы развития
Еще в начале XXI века на рынке появился бытовой магнитный холодильник, в котором постоянный магнит служил источником поля, а охлаждение не требовало затратных процессов компрессии и последующего расширения газа. Сегодня, благодаря новой волне исследований и усовершенствованию материалов, Россия получает шанс выйти в число мировых лидеров в этой перспективной области.
Результаты работы НИТУ МИСИС под руководством Евгения Левашова — это не только значимое достижение, но и яркий пример того, как отечественные научные центры способны формировать тренды будущего. Магнитокалорические материалы, полученные доступным и эффективным методом, уже готовы к внедрению в производство и использовании в наукоемких отраслях.
Оптимистичный взгляд в будущее отечественных магнитных технологий
Современные инновации в области магнитного охлаждения становятся основой для построения действительно эффективных и безопасных систем, которые могут существенно улучшить повседневную жизнь и поднять инвестиционную привлекательность российских технологий на международной арене. Вклад команды Евгения Левашова и НИТУ МИСИС — это большой шаг вперед и уверенность в том, что в ближайшее время новые магнитокалорические материалы найдут широкое и полезное применение по всему миру.
Таким образом, достижения отечественных материаловедов доказывают, что наука в России способна не только вдохновлять, но и давать реальные решения для сложнейших технических задач, делая новую эпоху энергетики и охлаждения ближе к каждому из нас.
Источник: biz.cnews.ru
