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

17 августа 2016 В Грузии приступили к производству вод "Bonaqua"

Компания ООО "Coca Cola Bottlers Georgia" приступила к розливу в Грузии питьевой воды под всемирноизвестным брендом "BONAQUA". По словам представителей компании новый продукт содержит все необходимые для организма человека минералы. Для производства готового продукта используется ...


10 февраля 2017 Наноупакованные ферменты отрезвляют пьяных мышей

Исследователи из США и Китая разработали способ инкапсулирования ансамблей ферментов в тонкую полимерную оболочку. Результаты исследования дают возможность ферментам осуществлять серии последовательных реакций в закрытом пространстве – таким же образом,...


1 декабря 2013 Как разлагаются ионные жидкости?

Ультразвуковое излучение второй раз за неделю попадает в ленту химических новостей. На этот раз механохимическое воздействие предполагается использовать для разрушения ионных жидкостей на вещества, не причиняющие ущерба окружающей среды. В последнее время ионные жидкости рассматриваются как «зеленая» ...