Superficie di bismuto di varia densità al microscopio. Credito:A. Trukhanov
L'ambiente contiene radiazioni elettromagnetiche e campi magnetici di origine naturale e artificiale. Anche un breve impulso elettromagnetico è sufficiente per mettere fuori servizio qualsiasi apparecchiatura. Candidato di Scienze (Fisica e Matematica) Aleksey Trukhanov, ricercatore senior presso il SUSU Nanotechnologies Research and Education Center, sta studiando film elettrolitici per sviluppare schermi elettromagnetici e magnetici in grado di neutralizzare questa radiazione.
"La questione della compatibilità elettromagnetica dei dispositivi è di grande attualità oggi. Uno dei metodi più popolari di protezione delle apparecchiature utilizzati in tutto il mondo è la schermatura, la creazione di schermi elettromagnetici e magnetici. Ma ogni sviluppatore ha i suoi approcci e segreti di progettazione, che naturalmente non avrebbe condiviso. Basti pensare che il costo dei prodotti con e senza schermatura protettiva può variare di dieci volte e oltre, "dice Trukhanov.
Normalmente, gli elementi pesanti sono usati come materiale per la schermatura, poiché assorbono efficacemente le radiazioni ad alta energia. Il bismuto è un metallo pesante con un'alta densità e un alto numero di elettroni del guscio. Questo lo rende analogo a materiali così ampiamente utilizzati come il piombo. Però, nel rapporto tra efficienza di protezione e parametri dimensionali di massa (oltre che in considerazione dell'aspetto ecologico) il bismuto è l'opzione migliore.
L'articolo, dal titolo "Correlazione tra le condizioni di sintesi e la microstruttura per la produzione di schermi elettronici bi-basati, " è stato recentemente pubblicato su Giornale di leghe e composti . Segue logicamente da un precedente articolo della stessa rivista, intitolato "Regimi di deposizione elettrochimica e influenza critica degli additivi organici sulla struttura dei film bi".
"Entrambi gli articoli trattano lo studio della dipendenza della microstruttura del film di bismuto e delle proprietà funzionali dai regimi del processo di produzione e dalla composizione iniziale dell'elettrolita, " spiega Alexey Trukhanov. "In altre parole, gli articoli danno una risposta alla domanda su come produrre un materiale con composizione identica ma con proprietà diverse variando regimi diversi nel processo di deposizione elettrochimica. È risaputo che qualsiasi scienziato dei materiali sostiene la seguente catena:composizione-struttura-proprietà. E spesso, le proprietà di un materiale sono in gran parte determinate non solo dalla composizione chimica del campione, ma anche per la sua struttura».
I film elettrolitici sono unici dal punto di vista della scienza e dell'applicazione fondamentali. Studiare i processi di iniziazione cinematografica, meccanismi di crescita, e la correlazione della struttura e delle proprietà consente una comprensione più profonda degli aspetti fondamentali della scienza dei materiali delle tecnologie cinematografiche. Però, una delle principali tendenze della scienza pratica dei materiali negli ultimi decenni è diventata la miniaturizzazione dei dispositivi. In tale contesto, film e rivestimenti con proprietà prestabilite o addirittura controllate per applicazioni funzionali risultano essere molto rilevanti.
"Stiamo studiando le peculiarità della struttura e della microstruttura cristallina (porosità, densità, granulometria media) dei campioni sintetizzati. Però, è importante capire che oggi, lo sviluppo della scienza è influenzato da due macrotendenze principali:la cooperazione intersettoriale e la cooperazione internazionale. Stiamo collaborando attivamente con i nostri colleghi della sede centrale del Centro di produzione scientifica per le scienze dei materiali dell'Accademia nazionale delle scienze della Bielorussia (Minsk, Repubblica di Bielorussia), MISIS Università Nazionale della Scienza e della Tecnologia (Mosca), Istituto congiunto per la ricerca nucleare (Dubna), "dice Aleksey Trukhanov.
Come oggi, è stata ottimizzata la produzione elettrolitica di film di bismuto. Sono state condotte ricerche complesse per la composizione della fase e i parametri della microstruttura di questi film. È stato osservato che maggiore è la densità del campione di film, maggiori sono le possibilità di applicazione pratica.