لقد تعلم علماء من جامعة جنوب الأورال الحكومية «ضبط» الخصائص الفيزيائية لمادة ما اعتمادًا على الغرض من تطبيقها. على سبيل المثال، يمكنهم إنشاء مواد يمكنها تحمل درجات الحرارة العالية لأجهزة استشعار درجة الحرارة.
تم دعم مشروع إنشاء هياكل بلورية عالية الانتروبيا تعتمد على البلوميت المغناطيسي (معدن مغناطيسي عالي وأكسيد معقد من الحديد 3+ والرصاص) من قبل مؤسسة العلوم الروسية. تم نشر مقال في هذه الدراسة في مجلة ذات التصنيف العالي لجمعية الخزف الأوروبية (Scopus ، Q1).
مادة جديدة لأجهزة أكثر تقدمًا
تؤثر خصائص المادة بشكل كبير على أداء الأجهزة التي تستخدم فيها هذه المادة. يستخدم علماء «قسم علوم المواد والكيمياء الفيزيائية للمواد» في معهد جامعة جنوب الأورال الحكومية للفنون التطبيقية مواد عالية الإنتروبيا في عملهم.
«تحتوي المواد عالية الانتروبيا على خمسة مكونات على الأقل، مما يجعل من الممكن تغيير خصائص المواد التي تم الحصول عليها في نطاقات واسعة. إذا أضفنا واحدًا أو اثنين من مكونات السبائك إلى المادة الأصلية، فيمكننا تعديل خصائص وبنية المادة بطريقة معينة، ولكن عندما نتعامل مع نظام عالي الانتروبيا ، لا يمكننا إضافة واحد أو اثنين، ولكن خمسة أو أكثر من مكونات السبائك ، مما يسمح لنا بتغيير العمل الخصائص المادية في نطاق أوسع بكثير. يعتبر اتجاه المواد عالية الإنتروبيا حاليًا اتجاهًا عالميًا في مجال علم المواد. كانت مجموعتنا هي الأولى التي ابتكرت سداسيات عالية الإنتروبيا في العالم!»,- يشرح دينيس فينيك، دكتور في الكيمياء، أستاذ، رئيس قسم علوم المواد والكيمياء الفيزيائية للمواد.
وبالتالي، يعمل العلماء على تطوير طرق للحصول على مواد ذات خصائص محددة ضرورية لاستخدام معين، أي يمكنهم تحسين والحصول على مادة لتطبيق واحد محدد. هذا يلغي تمامًا الحاجة إلى الحصول على مادة جديدة من خلال الجمع بين عدة مواد.
«يمكنك أن تأخذ نفس البنية، ومن خلال تحسين التركيب الكيميائي أولاً، ثم هيكل المادة، لتحقيق الخصائص المطلوبة لجهاز معين. على سبيل المثال ، في هيكسافيريت الباريوم، درجة حرارة كوري التي يتوقف عندها عن أن يكون مغناطيسًا هي 450 درجة. في العينات أحادية الطور للسيراميك عالي الانتروبيا التي أنشأناها بناءً على البلوميت المغناطيسي، تغيرت خصائص درجة الحرارة بأكثر من 500 درجة. أود أن أشير بشكل منفصل إلى أنه لا يوجد أحد في العالم الذي سبقنا قد تلقى مغناطيسي عالي الانتروبيا »,- كما يقول دينيس فينيك.
نما اهتمام العلماء بالفريت بشكل ملحوظ خلال العشرين عامًا الماضية. يجري البحث بنشاط عن طرق تعديل خصائصهم. يأمل العلماء أن تكون المادة الجديدة مطلوبة ، على سبيل المثال، في إنتاج أجهزة استشعار درجة الحرارة ذاتية المعايرة.
يتم توفير النمو في عدد التطورات المحلية وبراءات الاختراع الخاصة بالاختراعات من خلال مشروع «العلوم» الوطني، والذي ينبغي تنفيذه في روسيا بحلول عام 2024.
جامعة جنوب الأورال الحكومية هى أحد المشاركين في المشروع 5-100، الذي يهدف إلى زيادة القدرة التنافسية للجامعات الروسية بين المراكز البحثية والتعليمية الرائدة في العالم. يعد البحث في مجال علم المواد أحد الاتجاهات الاستراتيجية الثلاثة لتطوير الأنشطة العلمية والتعليمية لجامعة جنوب الأورال الحكومية، إلى جانب صناعة البيئة الرقمية