Учёные нашли материал, способный защитить передаваемый на глубине сигнал от искажений

Группа китайских ученых, в состав которой вошёл исследователь Сибирского федерального университета, обнаружила материал, способный повысить стабильность передачи сигнала на глубине под водой за счёт своей устойчивости к воздействию высокого давления. Об этом сообщил соавтор работы, доцент кафедры физики твёрдого тела и нанотехнологий СФУ, старший научный сотрудник лаборатории кристаллофизики Института физики Сибирского отделения РАН Максим Молокеев.

Такой параметр как площадь постоянного сечения материала, из которого изготавливается используемые в качестве канала связи устройства, влияет на уровень сигнала, позволяя сохранять стабильность его амплитуды. Однако многие материалы сжимаются под давлением, например, на глубине под водой, изменяя площадь этого сечения, что приводит к ухудшению качества связи. Авторы работы нашли соединение, которое в составе устройств будет сжиматься под давлением только в одном направлении, позволяя сохранить необходимую для передачи устойчивого сигнала площадь сечения.

«Неорганическое соединение метабората лития (LiBO2) за счёт особенностей своей структуры, похожей на гофрированный графит, позволяет добиться уникальных механических свойств материала. Этот кристалл позволяет преобразовывать сжатие предмета вдоль двух направлений в третье. То есть одно из этих особых направлений как бы забирает всю нагрузку от давления на себя», — сказал Максим Молокеев.

Исследования показали, что применение соединения в 20 раз эффективнее помогает бороться с изменением площади сечения материала в условиях давления, чем другие известные материалы, используемыми в этих целях. При этом кристалл может использоваться не только для производства подводных устройств, считают авторы.

«Любые сигналы, в том числе оптические, звуковые волны, любая передача энергии сильно меняется при изменении сечения, через которое проходит. В этом материале таких изменений нет, значит, любой сигнал будет передаваться без искажений, даже на большой глубине. Метаборат лития (LiBO2) является первым материалом с таким механическим поведением. Наше исследование открывает путь к разработке и поиску сверхустойчивых к экстремальным условиям трансмиссионных материалов», — заключил учёный.

В работе приняли участие учёные Технического института физики и химии КАН (Академии наук Китая), Университета науки и технологий Хуачжун, Национальной астрономической обсерватории КАН, Института физики высоких энергий КАН, Института глубоководных исследований и инженерии КАН, а также Института механики КАН и Нанкайского университета.

Результаты работы опубликованы в журнале Nature Communications.

Добавим, создание новых полифункциональных материалов и их применение в фотонике поддержано Проектом 5-100.

Материал впервые опубликован в ТАСС «Наука»