Ученые НИТУ МИСИС создали первую в России экспериментальную установку для наблюдения за структурными изменениями веществ в режиме реального времени. Комплексу приборов требуются нанограммы вещества для мгновенного анализа, при этом данные получаются точными. Новый метод открывает перспективы в разработке полимерных материалов для фармацевтики, строительства, бытовых изделий, медицины, сельского хозяйства, пищевой отрасли и др.
Ученые обычно изучают фазовые переходы полимеров при помощи традиционных методов термического анализа, например метода дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК). Но результаты анализа не всегда точны из-за сложных химических процессов, протекающих в полимерных структурах. Для более точной интерпретации данных необходимо использовать структурно-чувствительные методы — быструю сканирующую чип-калориметрию, или нанокалориметрию.
Исследователи Университета МИСИС разработали специализированную установку, сочетающую нанокалориметрию с поляризационной микроскопией в реальном времени. Уникальность установки заключается в том, что она позволяет проводить комплексные исследования за считаные миллисекунды. Такая скорость анализа открывает новые возможности для изучения процессов, происходящих в материале при мгновенном изменении температуры.
Установка охватывает больший диапазон скоростей изменения температуры при изучении состояния веществ, а также дает возможность совмещать методы теплофизики с более подробным изучением структуры образцов. Этот подход намного точнее традиционных методов физико-химического анализа. Он дополняет классический термический анализ, а в некоторых случаях полностью заменяет сложный рентгеноструктурный анализ, предотвращая повреждения материала рентгеновским лучом.
- Дмитрий Иванов, кандидат физико-математических наук, заведующий лабораторией «Структурные и термические методы исследования материалов» НИТУ МИСИС
Разработка позволяет детально анализировать структурную эволюцию при скоростях нагрева до нескольких тысяч градусов в секунду. Изучив явления плавления и рекристаллизации, ученые предложили более подробную диаграмму, которая учитывает сложные области кристаллической структуры полимера. Подробности исследования описаны в научном журнале Thermochimica Acta (Q2).
Фото: НИТУ МИСИС
Нет комментариев