Проектирование промышленных объектов
Нестандартизированное оборудование химпроцессов
Разработка химических технологий

Новости

Химики МГУ создали полимер с рекордным коэффициентом расширения

25-03-2024

Ученые кафедры неорганической химии химического факультета МГУ им. Ломоносова синтезировали слоистый координационный полимер с рекордным коэффициентом расширения. Созданные на основе моногидрата пропионата церия полимеры способны сильно менять свои физические свойства при изменении внешних условий, сообщается в пресс-релизе МГУ.

Причем эффект в разных направлениях отличается: новый материал способен при нагревании сильно расширяться в одном направлении и одновременно сильно сжиматься в другом, а величина данного эффекта в десятки раз больше, чем у большинства прочих веществ и материалов. Кроме того, слоистая структура позволяет, аналогично графену, получать для них атомно-ровную поверхность.

«С практической точки зрения открывается возможность для его использования в разработке высокоточных термических приводов и при создании термоконденсаторов, в которых емкость напрямую зависит от температуры», — пояснил руководитель группы, старший научный сотрудник лаборатории химии координационных соединений химического факультета МГУ Дмитрий Цымбаренко.

В прошлых работах химики исследовали слоистые пропионаты для иттрия, лантана и некоторых тяжелых редкоземельных элементов. Все соединения обладали несколькими кристаллическими модификациями и по-разному расширялись при нагревании.

«Чем больше родственных соединений с различными коэффициентами термического расширения мы сможем изучить, тем ближе мы будем к пониманию того, как создать вещества с заранее заданным термомеханическим откликом», — рассказал Дмитрий Цымбаренко. По этой причине ученые задались вопросом о существовании подобных явлений для редкоземельных элементов цериевой группы.

Исключительные механические свойства полученного материала были предсказаны квантово-химическими расчетами. Важнейшие экспериментальные данные получены с использованием лабораторного дифрактометра Bruker D8 Quest.

Авторы работы синтезировали слоистый пропионат церия и смогли получить монокристаллы для двух его кристаллических модификаций. Дальнейший рентгеноструктурный анализ позволил ученым исследовать структуру соединения и выявить сильное анизотропное тепловое расширение при повышении температуры для полученных образцов. При этом для одной из модификаций полимера данный эффект был нелинейным, а в окрестности температуры —70 ºC наблюдались колоссальные значения положительного (+900 МК-1) и отрицательного (–430 МК-1) линейных коэффициентов теплового расширения, входящие в десятку рекордных и превышающие типичные значения (1–20 МК-1) в несколько десятков раз. Для подтверждения результатов рентгеноструктурных экспериментов авторы дополнительно использовали относительно новый и перспективный метод полного рентгеновского рассеяния с анализом функции парного распределения. Разработанная учеными оригинальная методика сбора данных позволила в лабораторных условиях добиться результатов, не уступающих таковым при использовании синхротронного излучения.

Исследователи предполагают, что соединения, подобные описанным выше, могут существовать и для более мелких трехзарядных ионов той же группы, например празеодима или неодима. В перспективе это открывает возможность создать высокоточные термомеханические преобразователи и электронные компоненты с переменной емкостью.

Результаты исследования опубликованы в журнале Crystal Growth & Design. Работа выполнена при поддержке РНФ (проект 22-73-10089) и Программы развития Московского университета.

Источник – plastinfo.ru

Карта проектов
Выберите регион
Новости компании
03-07-2025
Развитие сотрудничества с УрФУ

Продолжается сотрудничество с Химико-технологическим институтом УрФУ.

Подробнее
19-06-2025
Новые проекты

Подписан договор и начаты работы по расчету и конструированию нестандартизированного сушильно-прокалочного аппарата барабанного типа для АО «АПАТИТ» (г. Череповец, Вологодская область)

Подробнее
28-04-2025
Открытие композитного производства

Развивая инжиниринговые компетенции, с 2025 года мы предлагаем заказчикам разработку и изготовление различных изделий и элементов из композитных материалов, в том числе карбона, углепластика, стеклопластика на собственных производственных площадях.

Подробнее
Все новости компании
Новости рынков
27-06-2025
Русал инвестирует в глиноземные производства для компенсации потерь поставок

"Русал" испытал шоковое сокращение поставок глинозема после потери Николаевского завода на Украине и производства глинозема в Австралии. Новые инвестиции в другие производства обеспечивают стратегические поставки.

Подробнее
27-06-2025
Михаил Карисалов, председатель правления Сибура: "Многое научились делать сами после ухода иностранных компаний"

"Сибур" продолжает реализацию масштабных нефтегазохимических проектов в Сибири, Поволжье и на Дальнем Востоке.

Подробнее
27-06-2025
Фосагро за 5 месяцев 2025 года нарастила поставки удобрений на экспорт на 10%

"Фосагро" за январь - май 2025 года увеличила экспорт удобрений на 10%, в том числе нарастила поставки в Индию и африканским странам, сообщил журналистам глава компании Михаил Рыбников на ПМЭФ.

Подробнее
Все новости рынков