Заведующий лабораторией: Перов Н.С.

Сотрудники:

1. Макарова Л.А.
2. Хайруллин М.Ф.
3. Тябликов В.С.
4. Панькова Э.В.
5. Исаев Д.А.
6. Копцик С.В.
7. Зверев В.И.
8. Карпенков Д.Ю.

Аспиранты:

1. Алехина Ю.А.
2. Сацкий А.В.

Студенты:

1. Резников Я.Г. (1 курс магистратуры)
2. Исаенко М.Б. (4 курс бакалавриата)
3. Комлев А.С. (4 курс бакалавриата)
4. Макарьин Р.А. (4 курс бакалавриата)
5. Шендрикова Л.А. (4 курс бакалавриата)
6. Король А.К. (3 курс бакалавриата)
7. Малиновский Д.Н.(3 курс бакалавриата)
8. Паньков В.В.(3 курс бакалавриата)
9. Шипкова Е.Д.(3 курс бакалавриата)

Основные направления и решаемые проблемы:

• Магнитореологические материалы
• Исследования свойств наночастиц и наноматериалов
• Исследования нано и микропроводов
• Исследования магнитоэлектрических свойств композитных структур
• Биомагнетизм
• Исследование магнитных свойств различных аморфных сплавов
• Экологический мониторинг загрязнения территорий
• Исследование магнитных полупроводников
• Исследование магнитоструктурных переходов

Магнитореологические материалы

К магнитореологическим материалам относят магнитные жидкости и эластомеры. Такие материалы состоят из мелкодисперсных магнитных частиц, распределенных в упругой или жидкой среде. Во внешнем магнитном поле такие материалы проявляют уникальные свойства, такие как изменение вязкости магнитной жидкости или изменение упругости магнитного эластомера. Возможность управлять механическим поведением эластомеров, а также свойствами эластомеров и жидкостей с помощью магнитного поля делает эти материалы перспективными для разработки манипуляторов, демпферов, преобразователей энергии. Перспективны эти материалы и в биомедицине. Магнитные жидкости все больше исследуются для возможности их использования в лечении рака (диагностика, направленная доставка лекарств, гипертермия). Магнитные эластомеры на основе биосовместимых полимеров могут быть использованы в хирургическом оборудовании (например, для «пальцев» робота да-Винчи).

На основе магнитных эластомеров возможна разработка новых типов материалов, обладающих магнитоэлектрическим преобразованием, для преобразования и утилизации энергии электромагнитных и механических колебаний.

Курсовые работы для студентов второго курса по этой теме проводятся под руководством Макаровой Л.А., Исаева Д.А.

Исследования свойств наночастиц и наноматериалов

Магнитные наночастицы и различного рода полимерные структуры на их основе имеют большой практический и теоретический интерес. В лаборатории проводятся исследования по изучению влияния окружения и методов изготовления на магнитные свойства наночастиц металлов и оксидов. Наночастицы могут быть использованы для изготовления магнитных жидкостей и эластомеров (см. предыдущий пункт).

Курсовые работы для студентов второго курса по данной теме проводятся под руководством Перова Н.С., Макаровой Л.А.

Магнитные полупроводники

Одним из главных направлений научных исследований в лаборатории является изучениеразбавленных магниных полупроводников, как перспективных магнитных материалов для спинтроники. Исследуются температурные зависимости магнитных свойств полупроводников с целью повышения магнитных свойств при комнатной температуре.

Курсовые работы для студентов второго курса по данной теме проводятся под руководством Перова Н.С.

Исследования нано и микропроводов и исследование магнитных свойств различных аморфных сплавов

Одним из важных параметров магнитномягких сплавов в практических приложениях является характеристика величины потерь энергии при их перемагничивании в переменных магнитных полях. Эта величина напрямую связана с доменной структурой и распределением магнитных свойств материала в объеме. До настоящего времени отсутствуют экспериментальные методы, дающие возможность получить информацию о таком распределении. Как правило, получаемая информация характеризует или интегральные свойства образца, или распределение магнитных свойств по объему без локализации в пространстве. Работа в данной области направлена на разработку метода построения пространственного распределения магнитных свойств в объеме образца и изучение зависимости параметров такого распределения от внешних и внутренних факторов. Актуальность исследования вытекает из потребностей разработки энергосберегающих технологий, в частности, в системах электроснабжения и для новых электрических машин.

Курсовые работы для студентов второго курса по данной теме проводятся под руководством Перова Н.С.

Исследования магнитоэлектрических свойств композитных структур

Магнитоэлектрический эффект представляет собой возникновение поверхностной разности потенциалов при помещении структуры во внешнее магнитное поле из-за взаимодействия магнитострикции магнитной составляющей и пьезоэффекта пьезоэлектрической составляющей образца. В лаборатории проводятся исследования частотных характеристик магнитоэлектрического взаимодействия, полевые зависимости. Измеряются характеристики магнитных и пьезоэлектрических свойств с целью получения максимально эффективного взаимодействия. Такие структуры можно использовать в качестве измерительных элементов датчиков переменных и постоянных магнитных полей, автономныъх источников энергии, головок магнитной записи а также различных устройств микроэлектроники.
Также проводятся исследования новых материалов с магнитоэлектрическим эффектом на основе магнитодеформационных (см. пункт «Магнитореологические материалы») и пьезоэлектрических полимеров. Такие материалы могут обладать значительно большими деформациями и могут быть использованы в новых устройствах систем с «умными» свойствами.

Курсовые работы для студентов второго курса по данной теме проводятся под руководством Перова Н.С., Макаровой Л.А.

Биомагнетизм

териалов проводятся совместно с различными кафедрами факультета и мировыми Институтами и Университетами. Совместно с профессором А.П. Пятаковым с кафедры колебаний физического факультета и профессором С. Кешри и др. из Технологического университета Бирла (Индия) исследуется возможность использования магнитных наночастиц для гипертермии и направленной доставки лекарств. Магнитно модифицированные наноалмазные частицы также могут быть использованы для направленной доставки лекарств, для сепарации и фильтрации клеток. Наноалмазные частицы являются многофункциональными. Было показано, что комбинация магнитных и флюоресцентных свойств в таких частицах позволяет получать флюоресцентные изображения клеток и манипулировать клетками с помощью наноалмазных частиц. Совместно с Балтийским Федеральным Университетом проводятся исследования использования микропроводов и систем на их основе при создании манипуляторов биологических клеток. Был разработан токовый магнитный пинцет, с помощью которого можно управлять движением магнитных наночастиц. Прикрепляя к магнитным наночастицами биологические клетки, варьируя концентрации частиц и конфигурации расположения проводов, была обнаружена возможность манипулирования биологическими клетками.

Курсовые работы для студентов второго курса по данной теме проводятся под руководством Перова Н.С., Макаровой Л.А.

Экологический мониторинг загрязнения территорий

Исследование магнитных свойств почв- первый этап на пути решения экологической проблемы. Анализ и сопоставление магнитных свойств образцов экологических объектов с их химическими и биологическими свойствами помогает определить тип загрязнения. Зная параметры связи магнитных свойств и типа загрязнения, можно оперативно определить методы эффективного восстановления загрязненной (тяжелыми металлами) территории.

Курсовые работы для студентов второго курса по данной теме проводятся под руководством Копцика С.В.

Исследование магнитоструктурных переходов

Новая энергетическая парадигма заключается в более широком использовании возобновляемых источников энергии и увеличении внимания к энергоэффективности в общем энергобалансе жизненного цикла. Эта парадигма ускорила исследования в области энергосберегающих технологий и подстегнула разработку новых функциональных материалов, составляющих основу новых энергосберегающих технологий. Среди новых функциональных материалов, магнитные материалы играют важнейшую роль в улучшении эффективности и производительности устройств для генерации и преобразования электроэнергии, а также они исключительно важны для других секторов экономики, потребляющих большое количество энергии. В рамках этой новой энергетической парадигмы основное внимание исследователей во всем мире сосредоточено на разработке новых, ресурсосберегающих высокоэффективных магнитных материалов как для приборостроения, так и для и устройств генерации и преобразования энергии. Эти материалы в ближайшем будущем должны заместить их менее эффективные и более дорогостоящие аналоги. Актуальность проекта обуславливается спросом на высокоэнергетические магниты, который неуклонно растет, и в последнее время дополнительно поддерживается распространением ветровых турбин и гибридных/электрических транспортных средств. Однако поиск замещающих материалов требует создание и изучение новых подходов для формирования экстремальных магнитных свойств.

Курсовые работы для студентов второго курса по данной теме проводятся под руководством Карпенкова Д.Ю.

Оборудование лаборатории:

Вибрационный магнитометр: максимальная чувствительность 1-2*10-7Гс*см3, максимальное поле при комнатной температуре - 23 кЭ, максимальное поле в длиапазоне температур от гелия до 1000 С - 16 кЭ, при температурных измерениях используется азот, гелий, аргон.

Вибрационный анизометр:

Установки для измерения частотных и полевых зависимостей диэлектрической и магнитной проницаемостей на основе измерителя параметров цепей RLC (в диапазоне частот от 10 Гц до 200 кГц) и векторного анализатора спектра, диапазон частот от 2 МГц до 6 ГГц.