Исследование учёного ТУСУРа позволит разобраться в механизмах радиационной деградации полимерных материалов

Доктор физико-математических наук, профессор ТУСУРа Михаил Михайлов установил закономерности накопления кластеров углерода совместно с радикалами при облучении полиэтилена. В статье, которая была опубликована в журнале Polymer Degradation and Stability, учёный установил корреляцию: в облучённых полимерах свободные радикалы и кластеры углерода обладают меньшей энергией ионизации при большей их массе. Открытие позволит предсказывать изменение свойств и рабочих характеристик полимерных материалов, используемых в космических аппаратах и других областях.

Профессор Михаил Михайлов исследовал энергию ионизации образованных при облучении дефектов полимерного материала с самой простой структурой — полиэтилена. С помощью высокоточного метода регистрации спектров поглощения на месте облучения (in situ) в широком диапазоне доз в высоком вакууме он установил зависимости энергии ионизации образованных дефектов от их массы. Учёный обнаружил, что при облучении электронным пучком в структуре образуются не только свободные радикалы, но и кластеры углерода. По словам Михаила Михайлова, это ново и необычно. Более того, он установил корреляцию: чем сложнее структура образованных при облучении свободных радикалов и кластеров углерода и больше их масса, тем меньшей энергией ионизации они обладают.

«Наличие такой корреляция позволит определять типы и концентрацию образованных радикалов на различных этапах облучения, строить схемы происходящих при этом процессов и создавать модели прогнозирования их свойств и рабочих характеристик, — отмечает Михаил Михайлов. — Такие модели в дальнейшем помогут разобраться в механизмах радиационной деградации и других материалов и давать экспертные оценки. Мы сможем понимать, каково будет поведение материалов при больших дозах радиации или длительных сроках эксплуатации».

По словам учёного, аналогичная корреляция при действии различных видов излучений (электронов, протонов, ионов водорода) уже установлена для более сложного полимера — фторопласта марка Ф4МБ (сополимера тетрафторэтилена с гексафторпропиленом). В дальнейшем Михаил Михайлов планирует перенести принцип обнаружения свободных радикалов и углеродных кластеров и на другие полимерные материалы, которые используются в условиях больших доз различных видов излучений.