Channel: ФИЦ ПХФ и МХ РАН
XXXIV Семёновские чтения: от масс-спектроскопии до материалов для микроэлектроники
16 апреля в здании Президиума РАН состоялись XXXIV Семёновские чтения, которые прошли под эгидой Отделения химии и наук о материалах РАН, ФИЦ проблем химический физики и медицинской химии РАН, ФИЦ химической физики им. Н.Н. Семенова РАН, Института биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН и Комиссии РАН по изучению научного наследия выдающихся ученых.
Открыл эти Чтения, посвященные первому отечественному нобелевскому лауреату по химии, Николаю Николаевичу Семенову, вице-президент РАН, научный руководитель нашего ФИЦ Сергей Михайлович Алдошин.
«Мы собираемся здесь, чтобы вспомнить идеи великого Николая Николаевича. И сегодняшние доклады также будут связаны с его задумками, которые живут до сих пор, порождают новые направления научных исследований», – сказал он.
На Чтениях прозвучало шесть докладов: три больших научных сообщения, среди которых был и доклад профессора Андрея Палия «Квантовые клеточные автоматы на основе молекул смешанной валетности: теоретический подход и проблемы дизайна» и три выступления молодых ученых, в числе которых прозвучала работа Георгия Малкова «Работы ФИЦ ПХФ и МХ РАН в области литографических материалов для микроэлектроники».
А мы хотим познакомить вас с небольшим фотоотчетом с мероприятия, который любезно подготовила для нас пресс-служба Российской академии наук.
16 апреля в здании Президиума РАН состоялись XXXIV Семёновские чтения, которые прошли под эгидой Отделения химии и наук о материалах РАН, ФИЦ проблем химический физики и медицинской химии РАН, ФИЦ химической физики им. Н.Н. Семенова РАН, Института биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН и Комиссии РАН по изучению научного наследия выдающихся ученых.
Открыл эти Чтения, посвященные первому отечественному нобелевскому лауреату по химии, Николаю Николаевичу Семенову, вице-президент РАН, научный руководитель нашего ФИЦ Сергей Михайлович Алдошин.
«Мы собираемся здесь, чтобы вспомнить идеи великого Николая Николаевича. И сегодняшние доклады также будут связаны с его задумками, которые живут до сих пор, порождают новые направления научных исследований», – сказал он.
На Чтениях прозвучало шесть докладов: три больших научных сообщения, среди которых был и доклад профессора Андрея Палия «Квантовые клеточные автоматы на основе молекул смешанной валетности: теоретический подход и проблемы дизайна» и три выступления молодых ученых, в числе которых прозвучала работа Георгия Малкова «Работы ФИЦ ПХФ и МХ РАН в области литографических материалов для микроэлектроники».
А мы хотим познакомить вас с небольшим фотоотчетом с мероприятия, который любезно подготовила для нас пресс-служба Российской академии наук.
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
Наша Лаборатория спектроскопии наноматериалов продолжает эксперименты с древесиной. Как вы думаете, что будет, если обработать ее оксидом графена? Можно сделать деревянный реостат. Впрочем, смотрите сами!
Сегодня состоялось отчетно-выборное профсоюзное собрание.
1. Был заслушан отчет председателя профкома Михаила Петровича Березина о работе профкома за отчетный период.
2. Отчет контрольно-ревизионной комиссии
3. Принята смета доходов и расходов на 2024 год.
4. Принят коллективный договор на 2024-2027 гг
5. Избран новый состав профкома, который обновился на 40%.
6. Прошли выборы председателя профкома на альтернативной основе.
В выборах участвовало две кандидатуры:
1. Березин Михаил Петрович
2. Салганский Евгений Александрович
После тайного голосования и подсчета голосов председатель счетной комиссии (Тарасов В.П. - председатель, члены комиссии Подлесный Д.А. и Пухов С.А.) огласил результаты тайного голосования.
За Салганского Евгения Александровича было отдано 66 голосов,
Березин Михаил Петрович получил 52 голоса.
Таким образом новым председателем профкома ФИЦ ПХФ и МХ РАН избран
Салганский Евгений Александрович.
Поздравляем Евгения Александровича с победой и пожелаем ему успешной работы на новом посту.
1. Был заслушан отчет председателя профкома Михаила Петровича Березина о работе профкома за отчетный период.
2. Отчет контрольно-ревизионной комиссии
3. Принята смета доходов и расходов на 2024 год.
4. Принят коллективный договор на 2024-2027 гг
5. Избран новый состав профкома, который обновился на 40%.
6. Прошли выборы председателя профкома на альтернативной основе.
В выборах участвовало две кандидатуры:
1. Березин Михаил Петрович
2. Салганский Евгений Александрович
После тайного голосования и подсчета голосов председатель счетной комиссии (Тарасов В.П. - председатель, члены комиссии Подлесный Д.А. и Пухов С.А.) огласил результаты тайного голосования.
За Салганского Евгения Александровича было отдано 66 голосов,
Березин Михаил Петрович получил 52 голоса.
Таким образом новым председателем профкома ФИЦ ПХФ и МХ РАН избран
Салганский Евгений Александрович.
Поздравляем Евгения Александровича с победой и пожелаем ему успешной работы на новом посту.
Forwarded from РНФ
Гранты выделяются на осуществление фундаментальных и поисковых научных исследований в 2025 – 2026 годах по всем отраслям знаний классификатора РНФ.
Общее число членов научного коллектива (вместе с руководителем проекта) должно составлять от 2 до 4 человек.
Размер одного гранта составит до 1,5 млн рублей ежегодно.
Полный текст конкурсной документации представлен в разделе «Конкурсы» официального сайта РНФ.
#новости_фонда
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
Проектом руководит наш сотрудник, руководитель пресс-службы ФИЦ ПХФ и МХ РАН.
Forwarded from Виртуальный музей химии
В России создается виртуальный музей химии
Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН при поддержке Министерства науки и высшего образования начал работу над созданием виртуального музея химии в рамках федерального проекта «Популяризация науки и технологий» и инициативы «Работа с опытом» Десятилетия науки и технологий.
«Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН – это старейший химический институт Российской академии наук, отсчитывающий свою историю от Химической лаборатории Академии наук, организованной М.В. Ломоносовым в 1748 г. В честь юбилея лаборатории в 2023 г. в ИОНХ РАН была издана книга «275 лет химической науке в России» (В.К. Иванов, А.С. Паевский, Ю.А. Золотов); из представленных в этой книге материалов наглядно прослеживается роль научных школ, созданных блестящими российскими химиками, в развитии и преемственности научных исследований в нашей стране.
При подготовке книги ее авторы убедились в том, что материалы по истории российской химической науки зачастую труднодоступны, а некоторые ее эпизоды и вовсе остаются практически неизвестными. Именно по этой причине в ИОНХ РАН в прошлом году родилась идея о воссоздании Комиссии РАН по истории химии, реализованная при деятельной поддержке Отделения химии и наук о материалах РАН, а сейчас начато создание виртуального музея химии, в котором значительное внимание, разумеется, будет уделено именно отечественной химии», - говорит научный руководитель проекта, директор ИОНХ РАН, член-корреспондент РАН Владимир Иванов.
Творческий коллектив, который готовит контент для нового химического портала, возглавил известный научный журналист, руководитель пресс-службы другого крупного российского химического института, ФИЦ проблем химической физики и медицинской химии РАН, куратор инициативы «Работа с опытом» и член научного комитета национальной научной премии «Вызов» Алексей Паевский.
«Инициатива «Работа с опытом», как мне кажется – одна из важнейших инициатив в Десятилетии. Наш проект только в начальной стадии развития, и работы здесь – не на один год, но в результате мы хотим создать масштабную картину развития химии не только в России, но и в мире, поскольку любая научная дисциплина – явление планетарное», - говорит Паевский.
Экспозиция вирутального музея химии будут включать в себя различные рубрики:
• биографии выдающихся химиков России и мира;
• истории открытия и изучения отдельных веществ;
• новая популярная библиотека химических элементов;
• история химии на карте России (репортажи из химических музеев и музеев науки, домов-музеев выдающихся химиков);
• история химических институтов страны;
• химическая повседневность (история химических сосудов, приборов и устройств, принципы их работы и использование в современной лаборатории).
Также планируется создание «химического» слоя на Яндекс-картах с отметкой памятных мест, связанных химией.
В начале июня команда музея планирует выпустить полноценный путеводитель по сайту музея, но начиная с 6 мая отдельные материалы уже будут размещаться в открытом доступе. Следить за пополнением коллекции музея можно в пабликах в VK и в Телеграм.
Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН при поддержке Министерства науки и высшего образования начал работу над созданием виртуального музея химии в рамках федерального проекта «Популяризация науки и технологий» и инициативы «Работа с опытом» Десятилетия науки и технологий.
«Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН – это старейший химический институт Российской академии наук, отсчитывающий свою историю от Химической лаборатории Академии наук, организованной М.В. Ломоносовым в 1748 г. В честь юбилея лаборатории в 2023 г. в ИОНХ РАН была издана книга «275 лет химической науке в России» (В.К. Иванов, А.С. Паевский, Ю.А. Золотов); из представленных в этой книге материалов наглядно прослеживается роль научных школ, созданных блестящими российскими химиками, в развитии и преемственности научных исследований в нашей стране.
При подготовке книги ее авторы убедились в том, что материалы по истории российской химической науки зачастую труднодоступны, а некоторые ее эпизоды и вовсе остаются практически неизвестными. Именно по этой причине в ИОНХ РАН в прошлом году родилась идея о воссоздании Комиссии РАН по истории химии, реализованная при деятельной поддержке Отделения химии и наук о материалах РАН, а сейчас начато создание виртуального музея химии, в котором значительное внимание, разумеется, будет уделено именно отечественной химии», - говорит научный руководитель проекта, директор ИОНХ РАН, член-корреспондент РАН Владимир Иванов.
Творческий коллектив, который готовит контент для нового химического портала, возглавил известный научный журналист, руководитель пресс-службы другого крупного российского химического института, ФИЦ проблем химической физики и медицинской химии РАН, куратор инициативы «Работа с опытом» и член научного комитета национальной научной премии «Вызов» Алексей Паевский.
«Инициатива «Работа с опытом», как мне кажется – одна из важнейших инициатив в Десятилетии. Наш проект только в начальной стадии развития, и работы здесь – не на один год, но в результате мы хотим создать масштабную картину развития химии не только в России, но и в мире, поскольку любая научная дисциплина – явление планетарное», - говорит Паевский.
Экспозиция вирутального музея химии будут включать в себя различные рубрики:
• биографии выдающихся химиков России и мира;
• истории открытия и изучения отдельных веществ;
• новая популярная библиотека химических элементов;
• история химии на карте России (репортажи из химических музеев и музеев науки, домов-музеев выдающихся химиков);
• история химических институтов страны;
• химическая повседневность (история химических сосудов, приборов и устройств, принципы их работы и использование в современной лаборатории).
Также планируется создание «химического» слоя на Яндекс-картах с отметкой памятных мест, связанных химией.
В начале июня команда музея планирует выпустить полноценный путеводитель по сайту музея, но начиная с 6 мая отдельные материалы уже будут размещаться в открытом доступе. Следить за пополнением коллекции музея можно в пабликах в VK и в Телеграм.
ВКонтакте
Виртуальный музей химии
Канал виртуального музея химии, созданного ИОНХ РАН в рамках инициативы "Работа с опытом" Десятилетия науки и технологий. История химии, химический быт, история веществ и устройств, даты в истории химии.
Синтетический аналог пигмента крови поможет создавать устройства для хранения больших объемов данных
Ученые впервые получили магнитно-активное соединение на основе синтетического аналога пигмента, входящего в состав гемоглобина крови, и иона металла диспрозия. Благодаря тому, что это соединение в миллиарды раз меньше магнитов, используемых в современной технике, на его основе можно будет создавать миниатюрные устройства для записи и хранения информации, молекулярные датчики и сенсоры. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале CCS Chemistry.
Современные компьютерные процессоры на основе микросхем практически достигли пределов мощности. Это объясняется тем, что для хранения и обработки информации в них служат транзисторы — элементы, которые генерируют, усиливают и преобразуют электрический ток. Объем информации, который может хранить и обрабатывать устройство, определяется тем, сколько в нем размещается транзисторов, — например, в современном компьютере их более 16 миллиардов. Каждые два года количество транзисторов в устройстве увеличивается вдвое, поэтому, чем большая требуется память и скорость работы, тем более габаритным получается устройство. Чтобы уменьшить размеры электроники, в последние десятилетия ученые развивают технологию, позволяющую хранить информацию с помощью не электрических зарядов, передаваемых между транзисторами, а магнитных моментов электронов — по сути, очень маленького (на уровне отдельных атомов) магнитного поля. Эта технология помогает управлять зарядами с помощью переключения магнитного поля, что в будущем позволит сделать электронные устройства миниатюрнее и при этом увеличить их производительность и скорость обработки информации. Все потому, что в качестве магнитов, создающих магнитное поле, можно использовать отдельные молекулы, например соединения металлов с органическими остатками (лигандами). Такие соединения позволяют «переключать» свою намагниченность внешним магнитным полем.
Одно из перспективных веществ, на основе которого можно создать «молекулярный магнит», — порфирин. Это органический пигмент в виде четырех колец, который входит в состав гемоглобина крови и участвует в переносе кислорода благодаря тому, что соединяется с ионом железа. Однако между кольцами порфирина можно разместить не только ион железа, но и другие металлы, что позволит изменять его магнитное состояние.
Ученые из Федерального исследовательского центра проблем химической физики и медицинской химии РАН (Черноголовка) с коллегами создали магнитно-активное соединение на основе гемигексафиразина — синтетического аналога порфирина. Это соединение имеет больший размер, чем природный порфирин, что потенциально удобно для получения проводящих соединений на его основе. Кроме того, он может занимать несколько положений в координационной сфере атома металла, а также вмещать в центральную полость несколько металлов. Все это позволяет варьировать и подстраивать магнитные свойства молекулы в широком диапазоне. Авторы ввели в структуру этой молекулы редко встречающийся в земной коре серебристый металл диспрозий, способный создавать магнитное поле при температурах от 27°С до 1627°С. Благодаря этому свойству его используют в электронике для создания устройств хранения данных: жестких дисков и флеш-накопителей.
В результате авторы синтезировали вещество, в состав которого входят кольца гемигексафиразина (лиганда) с ионом диспрозия. Затем исследователи получили кристаллы этого соединения. Анализ структуры полученных веществ показал, что каждое кольцо лиганда не могло «вместить» в себя больше одного атома диспрозия, и это позволило избежать лишних магнитных связей.
Ученые впервые получили магнитно-активное соединение на основе синтетического аналога пигмента, входящего в состав гемоглобина крови, и иона металла диспрозия. Благодаря тому, что это соединение в миллиарды раз меньше магнитов, используемых в современной технике, на его основе можно будет создавать миниатюрные устройства для записи и хранения информации, молекулярные датчики и сенсоры. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале CCS Chemistry.
Современные компьютерные процессоры на основе микросхем практически достигли пределов мощности. Это объясняется тем, что для хранения и обработки информации в них служат транзисторы — элементы, которые генерируют, усиливают и преобразуют электрический ток. Объем информации, который может хранить и обрабатывать устройство, определяется тем, сколько в нем размещается транзисторов, — например, в современном компьютере их более 16 миллиардов. Каждые два года количество транзисторов в устройстве увеличивается вдвое, поэтому, чем большая требуется память и скорость работы, тем более габаритным получается устройство. Чтобы уменьшить размеры электроники, в последние десятилетия ученые развивают технологию, позволяющую хранить информацию с помощью не электрических зарядов, передаваемых между транзисторами, а магнитных моментов электронов — по сути, очень маленького (на уровне отдельных атомов) магнитного поля. Эта технология помогает управлять зарядами с помощью переключения магнитного поля, что в будущем позволит сделать электронные устройства миниатюрнее и при этом увеличить их производительность и скорость обработки информации. Все потому, что в качестве магнитов, создающих магнитное поле, можно использовать отдельные молекулы, например соединения металлов с органическими остатками (лигандами). Такие соединения позволяют «переключать» свою намагниченность внешним магнитным полем.
Одно из перспективных веществ, на основе которого можно создать «молекулярный магнит», — порфирин. Это органический пигмент в виде четырех колец, который входит в состав гемоглобина крови и участвует в переносе кислорода благодаря тому, что соединяется с ионом железа. Однако между кольцами порфирина можно разместить не только ион железа, но и другие металлы, что позволит изменять его магнитное состояние.
Ученые из Федерального исследовательского центра проблем химической физики и медицинской химии РАН (Черноголовка) с коллегами создали магнитно-активное соединение на основе гемигексафиразина — синтетического аналога порфирина. Это соединение имеет больший размер, чем природный порфирин, что потенциально удобно для получения проводящих соединений на его основе. Кроме того, он может занимать несколько положений в координационной сфере атома металла, а также вмещать в центральную полость несколько металлов. Все это позволяет варьировать и подстраивать магнитные свойства молекулы в широком диапазоне. Авторы ввели в структуру этой молекулы редко встречающийся в земной коре серебристый металл диспрозий, способный создавать магнитное поле при температурах от 27°С до 1627°С. Благодаря этому свойству его используют в электронике для создания устройств хранения данных: жестких дисков и флеш-накопителей.
В результате авторы синтезировали вещество, в состав которого входят кольца гемигексафиразина (лиганда) с ионом диспрозия. Затем исследователи получили кристаллы этого соединения. Анализ структуры полученных веществ показал, что каждое кольцо лиганда не могло «вместить» в себя больше одного атома диспрозия, и это позволило избежать лишних магнитных связей.
Благодаря способности намагничиваться в широком диапазоне температур подобные соединения могут использоваться для создания новых устройств записи и хранения больших объемов информации, молекулярных датчиков и сенсоров. Так, записывать информацию можно будет, намагничивая ионы диспрозия в молекуле. При этом, поскольку собственные моменты вращения электронов атомов диспрозия выравниваются вдоль линии магнитного поля, материал сохранит свою намагниченность и после его отключения, что обеспечит сохранение данных.
Кроме того, на примере комплекса гемигексафиразина с диспрозием исследователи получили более детальное представление о том, как взаимодействуют органические лиганды с ионами металлов, что поможет разрабатывать новые магнитные материалы.
«Ранее наши коллеги синтезировали соединение на основе аналога порфирина и одного атома диспрозия на поверхности золота. В этой работе мы показали, что синтез молекул с диспрозием в растворе тоже приводит к комплексу с одним атомом металла. Выявленная нами закономерность дает толчок к развитию магнитных материалов. Мы планируем продолжить эту работу и развивать предложенный подход, в частности "собрать" и исследовать соединения, содержащие другие металлы. Это позволит менять их намагниченность, например, с помощью изменения температуры», — рассказывает участник проекта, поддержанного грантом РНФ, Максим Фараонов, кандидат химических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории перспективных полифункциональных материалов Федерального исследовательского центра проблем химической физики и медицинской химии РАН.
В исследовании принимали участие сотрудники Института физики твердого тела РАН (Черноголовка), Ивановского государственного химико-технологического университета, Института химии растворов им. Г.А. Крестова РАН (Иваново), Института перспективных исследований в области химических наук (Испания).
https://www.chinesechemsoc.org/doi/10.31635/ccschem.024.202303824
Кроме того, на примере комплекса гемигексафиразина с диспрозием исследователи получили более детальное представление о том, как взаимодействуют органические лиганды с ионами металлов, что поможет разрабатывать новые магнитные материалы.
«Ранее наши коллеги синтезировали соединение на основе аналога порфирина и одного атома диспрозия на поверхности золота. В этой работе мы показали, что синтез молекул с диспрозием в растворе тоже приводит к комплексу с одним атомом металла. Выявленная нами закономерность дает толчок к развитию магнитных материалов. Мы планируем продолжить эту работу и развивать предложенный подход, в частности "собрать" и исследовать соединения, содержащие другие металлы. Это позволит менять их намагниченность, например, с помощью изменения температуры», — рассказывает участник проекта, поддержанного грантом РНФ, Максим Фараонов, кандидат химических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории перспективных полифункциональных материалов Федерального исследовательского центра проблем химической физики и медицинской химии РАН.
В исследовании принимали участие сотрудники Института физики твердого тела РАН (Черноголовка), Ивановского государственного химико-технологического университета, Института химии растворов им. Г.А. Крестова РАН (Иваново), Института перспективных исследований в области химических наук (Испания).
https://www.chinesechemsoc.org/doi/10.31635/ccschem.024.202303824
Российские ученые улучшили перовскитные солнечные панели для космоса. Обновленные ячейки дешевле и в шесть раз эффективнее кремниевых батарей
Коллектив российских физиков, среди которых — исследователи нашего ФИЦ, повысил фото- и радиационную стабильность перовскитных солнечных панелей, что позволяет использовать их в открытом космосе (к примеру, на Международной космической станции) и на спутниках, летающих на околоземной орбите. Такие панели могут заменить более дорогостоящие кремниевые батареи, полагают исследователи. Прослужить они могут от трех до десяти лет. Работа прорывная, так как благодаря ей Россия может стать одной из первых стран, кто выведет в космос перовскитные панели. Описание новых солнечных ячеек и результаты их испытаний ученые опубликовали в Journal of Materials Chemistry A. Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (проекты № 22-61-00047 и № 22-13-00463).
«Сегодня в открытом космосе используют преимущественно кремниевые солнечные панели, потому что они более устойчивы к сочетанию различных негативных факторов. Однако перовскитные панели имеют серьезные преимущества перед кремниевыми — они проще в изготовлении, дешевле и имеют более высокую радиационную стабильность», — объясняет руководитель группы молекулярной и гибридной электроники ФИЦ Проблем химической физики и медицинской химии РАН Любовь Фролова.
На Земле под действием кислорода, света и длительного нагрева перовскитные ячейки быстро деградируют. В космосе кислорода нет, а периоды нагрева и охлаждения короткие, за это время термодеструкция не успевает произойти, поясняют ученые. Поэтому команде физиков главным образом нужно было решить вопрос фотостабильности — снизить скорость деградации панелей под взаимодействием фотонов. Это удалось сделать за счет добавления европия, что повысило работоспособность перовскитных ячеек одновременно по трем параметрам — свету, гамма-излучению и электронам. В результате показатели по фото- и радиационной стабильности увеличились в 1,5–2 раза.
«Перовскитные солнечные ячейки с добавлением европия могут работать 2–3 года без существенной деградации под фотоизлучением. Это сравнимо со временем жизни работающих сегодня в космосе кремниевых солнечных панелей. Но при этом нам удалось повысить радиационную стабильность. Она намного выше, чем у кремниевых панелей: эксперименты показали, что перовскитные панели начинают деградировать под воздействием только очень больших доз радиации, характерных для пребывания на орбите вплоть до 10 лет. То есть перовскитные ячейки прекрасно подойдут для работы в космосе, потому что они эффективные, дешевые и стабильные», — рассказывает заведующий лабораторией фотовольтаических материалов УрФУ Иван Жидков.
Как поясняет ученый, перовскитные солнечные панели примерно в шесть раз эффективнее кремниевых: на один грамм веса они производят до 20 Вт энергии, а кремниевые — 3 Вт/г.
В России такими исследованиями занимается только одна научная группа — из Черноголовки и Екатеринбурга. В мире над созданием таких панелей для применения в космосе работают еще в США, Японии и Китае. В Японии на сегодня есть пилотные, но небольшие проекты, а США уже испытывают первые образцы подобных панелей на модуле NASA МКС.
«Мы в этом плане идем с коллегами почти вровень. В NASA тоже разработали аналогичные ячейки, но немного по другой технологии и с другими показателями. Их сейчас испытывают на МКС. Наша цель — в 2026 году запустить российские спутники с отечественными перовскитными панелями», — заключает Иван Жидков.
Как полагают ученые, дальнейшее развитие этого исследования позволит коммерциализировать перовскитные панели для использования в космосе.
В исследовании приняли участие физики ФИЦ Проблем химической физики и медицинской химии РАН, Уральского федерального университета, Института физики металлов УрО РАН, Харбинского технологического института.
https://doi.org/10.1039/D3TA07598B
Коллектив российских физиков, среди которых — исследователи нашего ФИЦ, повысил фото- и радиационную стабильность перовскитных солнечных панелей, что позволяет использовать их в открытом космосе (к примеру, на Международной космической станции) и на спутниках, летающих на околоземной орбите. Такие панели могут заменить более дорогостоящие кремниевые батареи, полагают исследователи. Прослужить они могут от трех до десяти лет. Работа прорывная, так как благодаря ей Россия может стать одной из первых стран, кто выведет в космос перовскитные панели. Описание новых солнечных ячеек и результаты их испытаний ученые опубликовали в Journal of Materials Chemistry A. Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (проекты № 22-61-00047 и № 22-13-00463).
«Сегодня в открытом космосе используют преимущественно кремниевые солнечные панели, потому что они более устойчивы к сочетанию различных негативных факторов. Однако перовскитные панели имеют серьезные преимущества перед кремниевыми — они проще в изготовлении, дешевле и имеют более высокую радиационную стабильность», — объясняет руководитель группы молекулярной и гибридной электроники ФИЦ Проблем химической физики и медицинской химии РАН Любовь Фролова.
На Земле под действием кислорода, света и длительного нагрева перовскитные ячейки быстро деградируют. В космосе кислорода нет, а периоды нагрева и охлаждения короткие, за это время термодеструкция не успевает произойти, поясняют ученые. Поэтому команде физиков главным образом нужно было решить вопрос фотостабильности — снизить скорость деградации панелей под взаимодействием фотонов. Это удалось сделать за счет добавления европия, что повысило работоспособность перовскитных ячеек одновременно по трем параметрам — свету, гамма-излучению и электронам. В результате показатели по фото- и радиационной стабильности увеличились в 1,5–2 раза.
«Перовскитные солнечные ячейки с добавлением европия могут работать 2–3 года без существенной деградации под фотоизлучением. Это сравнимо со временем жизни работающих сегодня в космосе кремниевых солнечных панелей. Но при этом нам удалось повысить радиационную стабильность. Она намного выше, чем у кремниевых панелей: эксперименты показали, что перовскитные панели начинают деградировать под воздействием только очень больших доз радиации, характерных для пребывания на орбите вплоть до 10 лет. То есть перовскитные ячейки прекрасно подойдут для работы в космосе, потому что они эффективные, дешевые и стабильные», — рассказывает заведующий лабораторией фотовольтаических материалов УрФУ Иван Жидков.
Как поясняет ученый, перовскитные солнечные панели примерно в шесть раз эффективнее кремниевых: на один грамм веса они производят до 20 Вт энергии, а кремниевые — 3 Вт/г.
В России такими исследованиями занимается только одна научная группа — из Черноголовки и Екатеринбурга. В мире над созданием таких панелей для применения в космосе работают еще в США, Японии и Китае. В Японии на сегодня есть пилотные, но небольшие проекты, а США уже испытывают первые образцы подобных панелей на модуле NASA МКС.
«Мы в этом плане идем с коллегами почти вровень. В NASA тоже разработали аналогичные ячейки, но немного по другой технологии и с другими показателями. Их сейчас испытывают на МКС. Наша цель — в 2026 году запустить российские спутники с отечественными перовскитными панелями», — заключает Иван Жидков.
Как полагают ученые, дальнейшее развитие этого исследования позволит коммерциализировать перовскитные панели для использования в космосе.
В исследовании приняли участие физики ФИЦ Проблем химической физики и медицинской химии РАН, Уральского федерального университета, Института физики металлов УрО РАН, Харбинского технологического института.
https://doi.org/10.1039/D3TA07598B
pubs.rsc.org
A europium shuttle for launching perovskites to space: using Eu2+/Eu3+ redox chemistry to boost photostability and radiation hardness…
Perovskite solar cells have already demonstrated high radiation hardness substantially exceeding that of crystalline silicon and GaAs based solar panels commonly used in space. However, aerospace applications of PSCs require a number of other important prerequisites…
Forwarded from Наука.рф
Флешки большого объёма сделают на искусственном пигменте
Миниатюрные устройства для записи и хранения информации, датчики и сенсоры на «молекулярных магнитах» поможет изготовить новое химическое соединение. Российские учёные создали его на основе редкоземельного металла диспрозия и синтетического аналога кровяного пигмента — порфирина.
Кристаллы этого магнитно-активного вещества способны приобретать и сохранять намагниченность после отключения магнитного поля. При этом его функциональные единицы в миллиарды раз меньше магнитов, используемых в современной технике.
Теперь специалисты Федерального исследовательского центра проблем химической физики и медицинской химии РАН собираются заменить диспрозий атомами других металлов, чтобы намагниченность можно было менять не только полем, но и, например, температурой.
🙏 Наука.рф
#десятилетиенауки
Миниатюрные устройства для записи и хранения информации, датчики и сенсоры на «молекулярных магнитах» поможет изготовить новое химическое соединение. Российские учёные создали его на основе редкоземельного металла диспрозия и синтетического аналога кровяного пигмента — порфирина.
Кристаллы этого магнитно-активного вещества способны приобретать и сохранять намагниченность после отключения магнитного поля. При этом его функциональные единицы в миллиарды раз меньше магнитов, используемых в современной технике.
Теперь специалисты Федерального исследовательского центра проблем химической физики и медицинской химии РАН собираются заменить диспрозий атомами других металлов, чтобы намагниченность можно было менять не только полем, но и, например, температурой.
#десятилетиенауки
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
Forwarded from Минобрнауки России
Улучшенные солнечные батареи для космоса
Коллектив российских физиков из ФИЦ Проблем химической физики и медицинской химии РАН, Уральского федерального университета, Института физики металлов УрО РАН в сотрудничестве с китайскими коллегами разработал перовскитные солнечные панели, обладающие повышенной фото- и радиационной стабильностью. Благодаря этим качествам их можно использовать в открытом космосе.
Сегодня на МКС и спутниках, летающих на околоземной орбите, устанавливают преимущественно кремниевые солнечные батареи, потому что они более устойчивы к сочетанию различных негативных факторов. Перовскитные панели проще в изготовлении и дешевле, но под действием света, кислорода и длительного нагрева быстро разрушаются.
Последние два фактора для космоса не актуальны, а фото- и радиационную стабильность удалось повысить в 1,5–2 раза за счет добавления европия. Благодаря этому открытию Россия может стать одной из первых стран, кто выведет в космос перовскитные панели, которые примерно в шесть раз эффективнее кремниевых.
Исследование поддержано грантами РНФ.
Коллектив российских физиков из ФИЦ Проблем химической физики и медицинской химии РАН, Уральского федерального университета, Института физики металлов УрО РАН в сотрудничестве с китайскими коллегами разработал перовскитные солнечные панели, обладающие повышенной фото- и радиационной стабильностью. Благодаря этим качествам их можно использовать в открытом космосе.
Сегодня на МКС и спутниках, летающих на околоземной орбите, устанавливают преимущественно кремниевые солнечные батареи, потому что они более устойчивы к сочетанию различных негативных факторов. Перовскитные панели проще в изготовлении и дешевле, но под действием света, кислорода и длительного нагрева быстро разрушаются.
Последние два фактора для космоса не актуальны, а фото- и радиационную стабильность удалось повысить в 1,5–2 раза за счет добавления европия. Благодаря этому открытию Россия может стать одной из первых стран, кто выведет в космос перовскитные панели, которые примерно в шесть раз эффективнее кремниевых.
Исследование поддержано грантами РНФ.
Весна, природа обновляется! ) И у нас новая версия сайта - более легкая и, надеемся, удобная. Обратите внимание на разделы "Научные публикации", "Наука от первого лица" и нашу историю. Добро пожаловать!
https://icp-ras.ru
https://icp-ras.ru
В ФИЦ ПХФ и МХ РАН открылась школа научных лидеров ЮФУ
Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии РАН (г. Черноголовка) совместно с Южным федеральным университетом (Ростов-на-Дону) воплощают новый формат взаимодействия академической и университетской науки и подготовки руководителей научных исследований – тех, кого в западной науке принято называть PI - Principal Investigator, активный исследователь и управленец, кристаллизованные в одном человеке.
В течение недели около 40 активных ученых из ЮФУ и ФИЦ ПХФ и МХ РАН будут совместно работать на школе исследователей-лидеров в Черноголовке. Результатом этой школы должен стать запуск совместных научных проектов со взаимным использованием уникальной научной инфраструктуры ФИЦ и ЮФУ и мобильности кадров.
«Мы ожидаем, что после проработки и обоснования актуальности, научной и практической значимости будут сформированы абсолютно новые проекты, а также подтверждена гипотеза их реализуемости. Уже сейчас формирование команд позволило запустить дискуссию о больших вызовах и научно-технологическом суверенитете через проработку шести проектов. Это новый формат инициирования научного сотрудничества университетов и академических научных организаций», - говорит заместитель директора ФИЦ ПХФ и МХ РАН Евгений Голосов, один из авторов нового формата.
Федеральный исследовательский центр проблем химической физики и медицинской химии РАН (г. Черноголовка) совместно с Южным федеральным университетом (Ростов-на-Дону) воплощают новый формат взаимодействия академической и университетской науки и подготовки руководителей научных исследований – тех, кого в западной науке принято называть PI - Principal Investigator, активный исследователь и управленец, кристаллизованные в одном человеке.
В течение недели около 40 активных ученых из ЮФУ и ФИЦ ПХФ и МХ РАН будут совместно работать на школе исследователей-лидеров в Черноголовке. Результатом этой школы должен стать запуск совместных научных проектов со взаимным использованием уникальной научной инфраструктуры ФИЦ и ЮФУ и мобильности кадров.
«Мы ожидаем, что после проработки и обоснования актуальности, научной и практической значимости будут сформированы абсолютно новые проекты, а также подтверждена гипотеза их реализуемости. Уже сейчас формирование команд позволило запустить дискуссию о больших вызовах и научно-технологическом суверенитете через проработку шести проектов. Это новый формат инициирования научного сотрудничества университетов и академических научных организаций», - говорит заместитель директора ФИЦ ПХФ и МХ РАН Евгений Голосов, один из авторов нового формата.
По словам проректора по стратегическому и инновационному развитию ЮФУ Муханова Евгения, «Школа исследователей-лидеров, спроектированная с нашей стороны в рамках программы развития Южного федерального университета ("Приоритет 2030"), задумана нами с ФИЦ ПХФ и МХ РАН как полигон. В рамках Школы формируются новые совместные команды молодых учёных ФИЦ и ЮФУ в области наук о материалах, которые улучшают свои навыки руководства исследованиями, но также в короткие сроки проводят анализ рынка и запросов высокотехнологичных компаний, находят возможности и ниши для проведения востребованных разработок, создают новые наукоёмкие продукты.
Такое взаимодействие университета с ведущим центром Российской академии наук в области наук о материалах позволяет повысить эффективность нашего взаимодействия, совместных исследований и ещё лучше раскрыть потенциал молодых учёных - участников школ».
Такое взаимодействие университета с ведущим центром Российской академии наук в области наук о материалах позволяет повысить эффективность нашего взаимодействия, совместных исследований и ещё лучше раскрыть потенциал молодых учёных - участников школ».
HTML Embed Code: