Уникальная разработка красноярских ученых: прозрачный автоклав для СВЧ-печей

Знаете ли вы, что обычная микроволновка в руках ученых может быть научным инструментом? Красноярские ученые из Института химии и химической технологии СО РАН разработали уникальную технологию для СВЧ-печей — прозрачный кварцевый автоклав, который открывает новые горизонты в химии и материаловедении. А теперь обо всем по порядку.

Зачем ученые используют СВЧ-технологию?

1. Мы знаем, как быстро СВЧ-печи разогревают еду. Так же это работает и в лаборатории — перевод твердых образцов (руд, органики, даже биоматериалов) в раствор для анализа занимает не десятки минут, а секунды. Процесс ускоряется в сотни раз.

2. С помощью СВЧ-поля можно не просто ускорить реакцию, но и направить ее в нужное русло. Уже сейчас ученые синтезируют биметаллические наноматериалы (например, структуры типа «ядро» - «оболочка»), которые невозможно получить классическим нагревом.

Одним словом, микроволновый нагрев — это инструмент для ускорения химических процессов и получения новых материалов в лабораторных условиях. Для работы с пробами в СВЧ-печах ученые во всем мире используют автоклавы из непрозрачного пластика — фторопласта. Применяемые микроволновые системы надежны, инертны к воздействию агрессивных сред, с высоким диапазоном рабочих температур и давлений, но с их помощью невозможно наблюдать за происходящими в реакторе процессами. Красноярским ученым удалось решить эту проблему: они разработали прозрачный реактор из кварца, который дает возможность визуального контроля за реакциями. Разработка герметичных и химически стойких автоклавов для агрессивных сред — это сложная задача, которую смогли решить красноярские ученые.

В чем преимущества прозрачного кварцевого автоклава

1. Реактор из кварца и фторопласта прозрачен для микроволн и видимого света. Это позволяет в реальном времени наблюдать за ходом химической реакции (например, за изменением цвета), что невозможно в стандартном непрозрачном оборудовании.

2. Кварц имеет почти нулевой коэффициент теплового расширения. Его можно мгновенно нагреть до сотен градусов и тут же охладить жидким азотом — он не треснет, как стекло. Специальная конструкция и герметизация автоклава, которая является ноу-хау разработчиков, исключают взрыв даже при росте давления.

Перспективное направление на стыке наук

Химики могут синтезировать материалы с заданными свойствами. Физики, изучающие магнетизм, могут создать структуры для адресной доставки лекарств, водородной энергетики или новых катализаторов. Благодаря соседству институтов разного профиля в Академгородке ученые могут в режиме живого общения ставить совместные эксперименты: химики — создавать, а физики — сразу же исследовать магнитные и другие свойства новых материалов. Создание кампуса даст этим разработкам современную инфраструктуру и поможет превратить фундаментальные открытия в технологии, полезные для всей страны. Такая интеграция позволит быстрее внедрять перспективные методы в практику. Материал подготовлен при поддержке Минобрнауки России в рамках Десятилетия науки и технологий, фото предоставлено КНЦ СО РАН.

#НаукаКрасноярска #КампусБудущего #КарьераВНауке #ДесятилетиеНаукиИТехнологий #Минобрнауки