Учёный ЧелГУ создал прорывной метод синтеза материала для оптики и электроники

Изобретение относится к области химической технологии и материаловедения. Получаемый гранат, особенно после легирования редкоземельными элементами, востребован в качестве высокоэффективного люминесцентного материала и конвертера световой энергии в светодиодных источниках света. Таким образом, разработка найдёт применение в оптической промышленности, электронике и приборостроении.

«Алюмоиттриевый гранат вы видите каждый день, потому что он является основным материалом для производства оптических приборов, — объясняет Александр Шергин. — Начиная с инфракрасных лазеров, которые используются для лазерной депиляции, до резки металла. Самое классическое его использование — белые светодиоды. Жёлтый чип на вспышке фотокамеры вашего телефона — это он же, алюмоиттриевый гранат, модифицированный ионами редкоземельных металлов».

Предложенный метод направлен на решение технологических задач, стоящих перед отраслью. Его результатом стало существенное повышение экономической эффективности и скорости производства, а также сокращение времени синтеза на 53%. Совокупная длительность процесса уменьшилась более чем вдвое по сравнению с наиболее близким существующим аналогом. Повышение производительности достигнуто за счёт сокращения количества и длительности отдельных технологических операций. Температура финального этапа прокаливания снижена, что ведёт к экономии энергии.

Новизна способа заключается в использовании в качестве осадителя модифицированного сульфированного полистирола, получаемого из доступного сырья (пенопласта). Это решение, совместно с оптимизацией температурно-временных режимов (прокаливание при 950–1050 °C в течение 2,5–3 часов), и обеспечило технологический прорыв.

«Предложенный на​ми способ не только ускоряет и удешевляет процесс, но и открывает путь к получению материала с улучшенными и воспроизводимыми характеристиками, что крайне важно для промышленности», — отметил Александр Шергин.

В состав исследовательской группы, получившей патент, вошли заведующая кафедрой химии твёрдого тела и нанопроцессов ЧелГУ Елена Белая, студентка третьего курса химического факультета ЧелГУ Полина Шидловская и заведующий центром патентов и изобретений ЮУрГГПУ Вячеслав Мусатов. Конечной целью проекта является его внедрение в производство и дальнейшая коммерциализация.

Получение патента подтверждает новизну, изобретательский уровень и потенциальную промышленную применимость разработки. Это значимое достижение как для молодых учёных, так и для университета.