Химики из Петербурга создали материал для космической оптики

Исследователи из Института химии силикатов в Санкт-Петербурге синтезировали кристаллические соединения на основе боратов железа и хрома, способные сохранять стабильность при экстремальных перепадах температур. Уникальная особенность материала заключается в способности сжиматься при нагреве, что предотвращает появление микротрещин в высокоточной технике, работающей в условиях космоса.

Обычные вещества при нагревании расширяются, что для зеркал лазеров или процессоров критично: даже изменение размеров на доли миллиметра ведет к поломкам. Новая разработка решает эту проблему благодаря эффекту магнитострикции. Атомные магнитные поля внутри структуры материала работают как крошечные стрелки компаса: при нагреве их порядок нарушается, что вызывает сжатие кристаллической решетки. До 30 °C образец демонстрирует отрицательный коэффициент расширения, а при дальнейшем росте температуры его объем остается практически неизменным.

Ученые научились настраивать эти свойства, варьируя соотношение железа и хрома в составе. Это позволяет адаптировать материал под конкретные задачи: например, повысить предел термостойкости до 900 °C. В масштабном проекте, помимо петербургских химиков, участвовали специалисты из Казанского федерального университета, Сибирского федерального университета и красноярского Института физики имени Киренского. Полученные соединения планируют использовать в производстве спинтронных устройств, датчиков и линз, требующих абсолютной точности в жестких условиях эксплуатации.