ТУСУР изучает свойства диоксида ванадия для «умных» покрытий космических аппаратов

Научный коллектив стал победителем конкурса Российского научного фонда (РНФ) на проведение фундаментальных и поисковых исследований с проектом «Исследование оптических свойств и их изменений при воздействии ионизирующих излучений микро- и нанопорошков диоксида ванадия, как перспективных материалов для умных покрытий».

«Есть «умные» покрытия, которые не только регулируют температуру, а еще и стабилизируют её на заданном значении, - рассказал руководитель проекта и старший научный сотрудник лаборатории РКМ Алексей Лапин. – Диоксид ванадия обладает фазовым переходом при температуре 68°С и при нагреве, скажем так, меняет излучательную способность в сторону увеличения, то есть пытается остыть. И путем его модифицирования, например, добавлением вольфрама, эту температуру можно сместить в область необходимых значений. Решили начать именно с изучения фото- и радиационной стойкости оптических свойств диоксида ванадия. Фазовые переходы и другие свойства материала очень хорошо изучены, но вообще никто не изучал его стойкость к облучению ультрафиолетом и ускоренными электронами».

В 2026 году коллектив лаборатории РКМ исследует структуру и фазовый состав, ИК-спектры и оптические свойства микропорошка диоксида ванадия, а также стойкость этих свойств к облучению, в 2027-м – аналогичные исследования будут выполнены для нанопорошка. Результатом проекта станет выявление дефектов, образующихся в материале под действием излучений, оценка стойкости диоксида ванадия к различным видам облучения, а также создание модели механизмов деградации оптических свойств микро- и наноразмерного VO2. Собранные ученными сведения позволят создавать «умные» покрытия.

«Один из примеров применения «умных» термостатирующих покрытий – окна, покрытие напыляют на стекла, - пояснил руководитель проекта. - Сама поверхность окна излучает меньше тепла в холод, а когда нагреется, то, собственно, излучение увеличивается, и помещение в итоге начинает интенсивнее остывать. Основная идея – в дальнейшем использовать «умные» покрытия в космической отрасли в системах терморегулирования космических аппаратов, на которые воздействуют потоки заряженных частиц и электромагнитное излучение Солнца. Там уже нужны другие характеристики, чтобы исходное отражение было выше, чем у просто порошка диоксида ванадия. Это уже будут многослойные покрытия, более сложная работа».