Просторная лаборатория с почти фантастическим для обывателя названием «Сверхпроводящие метаматериалы» заполнена не менее фантастическими атрибутами. Здесь есть криостат, способный охладить что угодно почти до абсолютного нуля. Есть так называемая «чистая комната», в которой можно хранить даже опасные вирусы.
6 октября в столице начинается XII ежегодный Московский фестиваль науки NAUKA 0+. Более двух тысяч уникальных мероприятий соберут гостей и жителей столицы. Накануне корреспондент «ВМ» побывала в НИТУ «МИСиС» и узнала, какое открытие мирового уровня совсем недавно сделали его воспитанники и сотрудники.
Материал с фантастическими свойствами
На фоне стеллажей с измерительными приборами выделяется замысловатая деревянная конструкция со множеством длинных стеклянных колб, заполненных водой. Это и есть то самое изобретение — новый уникальный метаматериал.
Метаматериалы — это искусственно созданные вещества, свойства которых не встречаются в окружающей нас природе, — рассказывает кандидат технических наук, доцент Алексей Башарин. — Свойства каждого из них определяются не столько особенностями веществ, из которых он состоит, сколько тем, в какую структуру мы их складываем.
Результаты потрясут воображение любого. Некоторые метаматериалы могут преломлять падающий свет в обратную сторону, другие — невероятно долго хранить информацию.
Уникальность нашего метаматериала в том, что вместо коротких оптических волн мы использовали сверхдлинные радиоволны, — объясняет принцип изобретения Башарин. — На физических свойствах это никак не отражается. Зато сама технология создания метаматериала существенно упрощена, потому что конструкция получилась значительно больше.
Дешево и гениально
По словам Алексея, чтобы создавать оптические метаматериалы, ученые вырезают лазером мельчайшие ячейки в таких материалах, как, например, кремний, или создают из него точки нанометрового размера. Мало того что это ювелирная работа, отнимающая много сил и энергии, так еще и стоят подобные эксперименты бешеных денег. А конструкция, изобретенная под руководством Алексея магистрантом второго курса НИТУ «МИСиС» Иваном Стенищевым, — это на порядок увеличенная версия привычных физикам метаматериалов. Роль наноточек играют стеклянные колбы, наполненные водой. И все это — в окружении самого обычного воздуха.
Практических применений для нашего метаматериала очень много, — утверждает Алексей Башарин. — Во-первых, сложные молекулы, такие как ДНК или белки, попадая в поле метаматериала, искажают его, и это искажение можно легко измерить. Это свойство пригодится криминалистам при расследовании сложных преступлений.
Еще при помощи такого метаматериала можно менять частоту падающего излучения, что пригодится для запуска многих химических реакций. Также его можно использовать как светофильтр, выделяя из падающего излучения определенный свет, красный или синий, например.
В ногу со временем
Однако наиболее интересное применение изобретения ученых — это использование метаматериала как основы для создания невероятно надежной и долговременной магнитной памяти. Если обычные диски для записи фильмов или музыки рано или поздно просто «сотрутся» или размагнитятся, то у этой структуры долговечность и вместимость в разы больше.
Метаматериалы — одно из самых перспективных веществ современности, — считает Алексей. — Многие теории, связанные с ними, были выдвинуты еще полвека назад, но доказать их экспериментально не было возможности. Мы же продемонстрировали, что для научного прорыва нет нужды тратить огромные деньги на дорогостоящие образцы. А понять эту технологию может даже студент.
КСТАТИ
В рамках Фестиваля науки в ведущих университетах страны пройдут лекции и мастер-классы. Профессор Люк O’Нилл, самый известный иммунолог в мире, расскажет о том, что «в конце концов мы найдем лекарство от всех болезней!» «Как начиналась жизнь на Земле», сообщит профессор факультета биоинженерии и биоинформатики МГУ Армен Мулкиджанян. Американский профессор Джеффри Тейлор из разоблачит «секреты подделок произведений искусства».
Евгения Стогова