Владимирские школьники освоили устройство лазеров
13 марта Информационный центр по атомной энергии города Владимира организовал экскурсию в лаборатории кафедры физики и прикладной математики Института прикладной математики и информатики, био и нанотехнологий Владимирского государственного университета. Экскурсия прошла в рамках VII Всероссийской недели высоких технологий и технопредпринимательства.
Десятиклассники из лицея-интерната №1 города Владимира познакомились с возможностями уникального оборудования и лазерными технологиями, обсудили перспективы технического образования в сфере наукоемких отраслей.
«Все вы знакомы с «лампочкой Ильича». Мощность лампы накаливания, которую вы видите, 75 ватт. Если мы возьмем эти 75 ватт и сузим их до точки размером 50 микрон, мы получим подобие лазера», – объяснил Антон Осипов, инженер-исследователь, сотрудник лаборатории. Твердотельный иттербиевый лазер используется для сварки металлов с высокой теплопроводностью, например, серебра и золота. Но главный интерес работы ученых – воздействие лазером на материалы для получения структур с новыми свойствами, а также создания материалов идеальной чистоты, без посторонних примесей.
Школьники узнали, что первые углеродные фуллерены и графеновые структуры получили китайцы, создавая уникальный фарфор, в который добавляли костную золу, а первый рубиновый лазер разработали в конце 50-х гг. ХХ века советские физики Александр Прохоров и Николай Басов. В качестве зеркал, необходимых для фокусировки лазерного луча, на торцы рубина было напылено серебро, а лазерный луч испускался через миллиметровое отверстие в одном из торцов.
Современные лазеры используются в разном качестве, например, в электронном микроскопе или в лазерном стереолитографе. Лазерный стереолитограф позволяет создать любой предмет, предварительно нарисованный в CAD-программе – от сувенирной фигурки и запчасти к автомобилю до человеческого черепа. Созданные методом фотополимеризации смолы суставы и отдельные кости – это биосовместимая технология, то есть их можно использовать в ортопедии и челюстно-лицевой хирургии.С помощью лазерного маркера старшеклассники сделали себе несколько табличек на память об экскурсии, но этим его назначение не ограничивается. С его помощьюможноделать уникальные коллоидные растворы. Например, если внедрить в гель, применяемый для производства гелевых ароматических свечей, специальные наночастицы, можно создать фотонный кристалл.
Всех без исключения экскурсантов заинтересовал наноэдьюкатор – обучающее устройство, представляющее собой сканирующий зондовый микроскоп, основным «рабочим инструментом» которого служит зонд-иголка, похожая на иглу, используемую в граммофонных проигрывателях и газовых центрифугах, но меньших размеров.Наноэдьюкатор анализирует профиль любой поверхности с помощью механического касания либо колебательных движений.
Также Антон Осипов рассказал о проводящемся в лаборатории эксперименте, который может повысить эффективность работы солнечных панелей. «На тонкую пленку диоксида титана наносится коллоидный раствор золота, после чего молекулы золота равномерно распространяются по этой пленке. Через некоторое время из этой пленки образуются нанотрубки, которые за счет имеющегося внутри них золота обладают повышенной светимостью. Благодаря этому солнечные панели будут работать лучше. По теоретическим расчетам прогнозы очень хорошие, теперь ждем результатов эксперимента».
Лаборатории кафедры физики и прикладной математики специализируются на лазерных и радиационных технологиях, использующихся в высокотехнологичных устройствах.