Синтез новых магнитных нанокомпозитов и экспериментально-теоретическое исследование их взаимодействия с электромагнитным микроволновым излучением

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 21-79-10394

НазваниеСинтез новых магнитных нанокомпозитов и экспериментально-теоретическое исследование их взаимодействия с электромагнитным микроволновым излучением

Руководитель Летавин Денис Александрович, Кандидат технических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" , Свердловская обл

Конкурс №61 - Конкурс 2021 года «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными

Область знания, основной код классификатора 09 - Инженерные науки; 09-304 - Электрофизические процессы в жидкостях, газах и твердых диэлектриках

Ключевые слова Модель Максвелла-Гарнетта, модель Бруггемана, параметры матрицы рассеяния, магнитные наночастицы, магнитные нанокомпозиты, электрический взрыв проволоки, искровой разряд, метод Николсона-Росса-Вейра (NRW метод), распространение электромагнитных волн, материальные уравнения электродинамики

Код ГРНТИ29.19.22, 29.19.23, 29.19.03

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Синтез и исследование наноструктурированных материалов являются приоритетной задачей для нескольких разделов современной науки – физики, химии, биологии, медицины, инженерных наук. Эта область исследований развивается со все возрастающей скоростью из-за ее важности для понимания свойств материи на нано-масштабах, с одной стороны, и потребностью в новых функциональных материалах для самых различных областей человеческой деятельности, с другой стороны. Данный проект направлен на комплексное экспериментально-теоретическое исследование взаимодействия магнитных нанокомпозитов с электромагнитным излучением в микроволновом диапазоне длин электромагнитных волн. В рамках проекта методом электрического взрыва проволоки будут получены наночастицы металлов Fe, Ni, Со, их сплавов и смесей, а также наночастицы со структурой ядро-оболочка. На их основе будут изготовлены нанокомпозиты и коллоидные растворы, проведена характеризация и исследование структурных и магнитных свойств. Обобщенным методом Максвелла-Гарнетта, позволяющим учесть размер наночастиц в явном виде, а также учесть взаимосвязь электрической и магнитной проницаемостей, в указанных частотных диапазонах будет проведено численное моделирование электродинамических свойств нанокомпозитов в зависимости от различных параметров композита: объемной концентрации наночастиц в композите, размера наночастиц и способа приготовления композита. В микроволновом диапазоне от 2 до 85 ГГц соответствующие элементы частотно зависящей матрицы рассеяния будут измерены векторным анализатором цепей в методе линии передач для различных образцов композитов. Комплексные диэлектрическая и магнитная проницаемости затем будут вычислены с использованием метода Николсона-Росса-Вейра, реализованного в автоматизированной системе обработки данных, разработанной в ИРИТ-РТФ УрФУ. Экспериментальные исследования будут сопровождаться ab initio расчетами в рамках теории функционала плотности эволюции электронной структуры, магнитных и оптических свойств исследуемых магнитных материалов при переходе от объемного образца к наночастице и влияния размера наночастицы на указанные свойства. Представленное исследование является актуальным как с фундаментальной, так и с прикладной точек зрения, создания функциональных нанокомпозитных материалов с заданными свойствами, которые могут иметь широкий спектр практических применений в различных частотных диапазонах.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Малкин А.И., Чечеткин В.А., Коротков А.Н., Князев Н.С. Estimation of Uncertainty of Permittivity Measurement with Transmission Line Method in the Wide Frequency Range 29th Telecommunications forum TELFOR (год публикации - 2021)

2. Зейде К.М., Хонг Д., Чжоу Ю. Simulation of Novel Method for Material’s Weak Bianisotropy Detection 2021 3rd International Conference on Control Systems, Mathematical Modeling, Automation and Energy Efficiency (SUMMA), pp. 730–733. (год публикации - 2021)
10.1109/SUMMA53307.2021.9632200

3. Зейде К.М. The Motion of Electrons under the Action of Inertial Forces in the Rarefied Medium 2022 3rd URSI Atlantic and Asia Pacific Radio Science Meeting (AT-AP-RASC), 2022 3rd URSI Atlantic and Asia Pacific Radio Science Meeting (AT-AP-RASC) (год публикации - 2022)
10.23919/AT-AP-RASC54737.2022.9814326

4. Малкина С.Д., Малкин А.И., Коротков А.Н. Permittivity Measurement Technique for Solid and Powder Materials 2022 IEEE 23rd International Conference of Young Professionals in Electron Devices and Materials (EDM), 2022 IEEE 23rd International Conference of Young Professionals in Electron Devices and Materials (EDM), 2022, стр. 84-87 (год публикации - 2022)
10.1109/EDM55285.2022.9855182

5. Малкина С.Д., Малкин А.И., Коротков А.Н. One-Port Methods for Complex Permittivity Measurement. Short Review 2022 Ural-Siberian Conference on Biomedical Engineering, Radioelectronics and Information Technology (USBEREIT), 2022 Ural-Siberian Conference on Biomedical Engineering, Radioelectronics and Information Technology (USBEREIT), 2022, стр. 113-118 (год публикации - 2022)
10.1109/USBEREIT56278.2022.9923358

6. Алексей Коротков; София Малкина; Роман Гришин; Норин Давыд Electromagnetic Interference Shielding of Polymer Composites Based on Carbon Fiber 2023 IEEE Ural-Siberian Conference on Biomedical Engineering, Radioelectronics and Information Technology (USBEREIT), pp. 123-127. (год публикации - 2023)
10.1109/USBEREIT58508.2023.10158864

7. Малкина С.Д., Коротков А.Н. Исследование методов изменения диэлектрической проницаемости композита из углеродного волокна и эпоксидной смолы Издательский Дом «Ажур», Страницы: 9-12 (год публикации - 2023)

8. Кривзун Г.В., Малкин А.И. Методы измерения диэлектрической проницаемости материалов с использованием микрополосковой линии Издательский Дом «Ажур», Страницы: 5-8 (год публикации - 2023)

9. Малкин А.И., Дрокин Н.А., Кийко В.С., Коротков А.Н., Чечеткин В.А. Электродинамические свойства (BеO + TiO2)- керамики в сантиметровом диапазоне длин волн Новые огнеупоры, (10):45-52. (год публикации - 2023)
10.17073/1683-4518-2023-10-45-52

10. Коротков А.Н., Чечеткин В.А., Маленьких Е.С., Малкин А.И. The Use of Multilayer Composites in the Problems of Shielding Electromagnetic Radiation IEEE, 2024 Conference of Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering (ElCon), 2024 Conference of Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering (ElCon), 2024, 656-659 (год публикации - 2024)
10.1109/ElCon61730.2024.10468359

11. И.В. Бекетов, А.П. Сафронов, А.И. Медведев, А.В. Багазеев, А.Д. Максимов, А.М. Мурзакаев, Т.М. Демина Synthesis of carbon-encapsulated copper nanoparticles by the electrical explosion of wire method Diamond and Related Materials, 137,1-7 (год публикации - 2023)
10.1016/j.diamond.2023.110317

12. Александр И. Малкин, Виктор А. Чечеткин, Алексей Н. Коротков, Надежда Г. Разгуляева Peculiarities of Measurement of Relative Permittivity of Materials Considering External Influencing Factors 2023 IEEE XVI International Scientific and Technical Conference Actual Problems of Electronic Instrument Engineering (APEIE), IEEE, 740-743 (год публикации - 2023)
10.1109/APEIE59731.2023.10347743

13. Алексей Н. Коротков, Елена С. Маленьких, Матвей И. Садовников, Максим О. Култышев, Павел В. Кузнецов Development of an Enlarged Lange Сoupler 2024 IEEE Ural-Siberian Conference on Biomedical Engineering, Radioelectronics and Information Technology (USBEREIT) (2024 г.) (год публикации - 2024)

Публикации