Магнитный...холодильник

• Андрей Губкин, старший научный сотрудник лаборатории нейтронных исследований вещества Института физики металлов УрО РАН, получил премию губернатора в 2014 году за лучшую работу в области экспериментальной физики.

Андрей занимался исследованиями в области физики твёрдого тела, и, в частности, проводил эксперименты по упругому и неупругому рассеянию нейтронов на соединениях редкоземельных  (тербий, гольмий, диспрозий, эрбий, лютеций) и переходных металлов (кобальт, никель, палладий) и соединениях типа MX2, где M — переходный металл (железо, титан, ниобий), а Х — халькоген (сера, селен, теллур) с внедрёнными атомами железа. Эту методику учёные всего мира используют для определения структурных и магнитных свойств различных материалов. Результаты, полученные Андреем, интересны как сточки зрения фундаментальной, так и прикладной науки.

К примеру, редкоземельные элементы необходимы для изготовления постоянных магнитов, которые, в свою очередь, используются для создания различных механизмов и устройств, например, компьютеров и автомобилей. За последние 10 лет цена редкоземельных металлов на рынке существенно выросла, что отражается на стоимости постоянных магнитов и конечного продукта. Молодому учёному с коллегами в серии экспериментов удалось выяснить, что диселенид титана с внедрёнными атомами железа при низких температурах проявляет свойства постоянного магнита. А это значит, что в ближайшем будущем он сможет заменить дорогие редкоземельные металлы, в результате чего упадёт стоимость постоянных магнитов и устройств, при изготовлении которых они применяются. Кстати, это открытие Андрея и его коллег вошло в список лучших научных результатов в УрО РАН за 2013 год.

— У нас большая группа учёных и каждый внёс свой вклад. Моя основная задача — проведение нейтронных экспериментов там, где есть источник нейтронов и соответствующее оборудование. Например, первичные тесты проходили в городе Заречном Свердловской области на базе Нейтронного материаловедческого комплекса ИФМ УрО РАН. Более детальные исследования проводились в Объединенном институте ядерных исследований в городе Дубна Московской области, Институте Пауля Шеррера в Швейцарии, Центре материалов и энергии имени Гельмгольца в Германии, а также в Окриджской национальной лаборатории в США, — рассказал Андрей.

Ещё один интересный результат, который получил молодой учёный, может быть применён для разработки  так называемых магнитных холодильников. Сейчас в бытовых холодильниках в качестве основного рабочего вещества используются газы (фреон, тетрафторэтан), опасные для окружающей среды. Но, оказывается, можно обойтись и без них. Андрей с коллегами, опять же в результате экспериментов, выяснили, что при сочетании ряда редкоземельных элементов с палладием при низких температурах наблюдаются различные эффекты, например, изменяется температура при приложении к источнику магнитного поля. То есть можно научиться при помощи магнита управлять процессами охлаждения и нагрева. Это свойство как раз и может быть использовано при изготовлении магнитных холодильников.