Ученые Новосибирского государственного университета (НГУ) с помощью изменений в атомной структуре получили химические кристаллические соединения на основе так называемых «дышащих» кристаллов, способных менять объем и цвет под воздействием изменений температуры. В перспективе такие кристаллы можно будет использовать для создания нового типа температурных сенсоров, применяемых в космической промышленности, сообщили ТАСС в пресс-службе вуза.

«Дышащие» кристаллы как класс соединений были получены в начале этого века в Международном томографическом центре (МТЦ) СО РАН, который располагается в новосибирском Академгородке. Их уникальное свойство – способность значительно менять объем под воздействием изменения параметров окружающей среды, таких как температура, давление или облучение светом, а потом снова восстанавливать его. Сейчас задача ученых – в предсказании магнитных свойств «дышащих» кристаллов на основе их атомной структуры. Глобальная цель исследований – прогнозирование магнитных и других физических свойств соединений исключительно на основе их атомной структуры.

«Нам удалось при помощи минимальных химически возможных изменений в атомной структуре получить ряд аналогичных соединений с широким температурным диапазоном фазовых переходов. Это достаточно редкий случай, поскольку обычно даже небольшие структурные изменения могут привести к получению совершенно различных соединений, которые нельзя было бы отнести к одному ряду. Благодаря схожести соединений нам удалось выделить те параметры, за счет которых все соединения имеют столь разные температуры фазовых переходов, и объяснить так называемые магнитно-структурные корреляции», – приводит пресс-служба слова автора исследования, аспирантки НГУ Кристины Смирновой.

Как отметили в пресс-службе, кристаллы меняют объем под воздействием температуры в диапазоне от –100 до 77 °C.

«Эти свойства позволят использовать такие кристаллы для создания сенсоров с широким и настраиваемым диапазоном работы, например, в космической промышленности, где достигаются такие температуры. Теоретически датчики с широким диапазоном смогут применяться в любой промышленности, где требуется контроль температуры», – сказала Смирнова.

Дальнейшие исследования для создания кристаллов с желаемыми характеристиками предполагается проводить на станциях Сибирского кольцевого источника фотонов (СКИФ). Они оснащены оборудованием, позволяющим изучать структуру вещества при экстремально высоком давлении, а также проводить эксперименты для определения структуры соединений как при обычных, так и при низких температурах, которые невозможно осуществить на обычном лабораторном оборудовании.

Исследования проводятся в рамках программы Минобрнауки России «Приоритет 2030» (нацпроект «Наука и университеты»).