В мире химии

Как радиация разрушает материалы

30 июля 2017

Результаты, полученные двумя исследовательскими группами, позволяют по-новому взглянуть на то, как радиация вызывает дефекты в материалах на наноуровне. Подобного рода дефекты могут существенным образом изменить свойства этих материалов – вплоть до способствования их разрушению.

Выводы, полученные в результате исследований, могут найти применение во многих областях – от разработки источников ядерной энергии нового поколения до дизайна наноматериалов новых типов.



На рисунке отображено линейное движение петли дислокации диаметром 6 нм. (Рисунок: © K Arakawa)

Радиация оказывает нежелательное влияние на материалы – например, повреждает компоненты ядерных реакторов. Однако, она может оказаться полезной в ряде практических методик. Так, радиация может использоваться для ионной имплантации, позволяющей получить новые типы кремниевых полупроводников.

Под действием радиации атомы в кристаллической структуры металла могут быть выбиты из их первоначального положения, перемещаясь в «зазор» кристаллической решетки и занимают позицию там, где обычно должна располагаться. Такой дефект кристаллической решетки называют «междоузельным» ('interstitial' defect). Весьма часто кристаллическая решетка перегруппировывается для минимизации эффекта от своего повреждения таким образом, чтобы все дефекты разместились в одной области. Такая перегруппировка приводит к образованию дискообразных опухолей или «петель дислокации» ('dislocation loops'), состоящих из сотен дефектов.

Стивен Цинкле (Steven Zinkle), работавший над проектом в Университете Теннеси отмечает, что его группой обнаружен очень эффективный способ миграции групп образовавшихся вакансий. Неожиданным результатом исследований может являться обнаружение того, что для перемещения группы вакансий требуется энергия меньшая, нежели для перемещения одной вакансии.

Другая группа исследователей из Университета Осака обнаружила, что нанометровая петля дислокации может двигаться по одному направлению кристаллической решекти железа без приложения внешних сил.

Источники: Science, 2007; DOI: 10.1126/science.1148336; Science, 2007; DOI: 10.1126/science.1145386


метки статьи: неорганическая химия, радиохимия и химия высоких энергий, физическая химия

В мире химии

Другие новости

25 октября 2009 Первый комплекс с агостической связью метан-металл

Химики из США получили и охарактеризовали первый стабильный комплекс с агостической связью метан-металл, в котором С–Н связи метана не разрываются, но алкан, тем не менее, связывается с металлоцентром.


16 февраля 2007 Соединения для борьбы с синдромом Альцгеймера

обнаружили и запатентовали семейство соединений, ингибирующих гамма-секретазу, протеолитический фермент, являющийся ключевым в развитии синдрома Альцгеймера (СА)


14 июня 2014 Бинты с графеном дезинфицируют раны

Перевязочный материал, содержащий графеновые квантовые точки и небольшое количество перекиси водорода, существенно понижает содержание бактерий в ранах мышей. Исследователи уверяют, что подобные бинты смогут применяться для дезинфекции ран без антибиотиков....