Шановні абітурієнти!

До Вашої уваги цікава пізнавальна програма, яка створена студентами кафедри спеціальність 132 Матеріалознавство освітньою програмою Інжиніринг та комп’ютерне моделювання в матеріалознавстві.

Ви можете ознайомитися з роботою програми FRACTAL. Скачайте її за посиланням, запустіть, і створіть фрактальні структури. На що вони схожі? Дослідіть різні структури, змінюючі їх параметри. Фрактали застосовують для опису різних об”єктів живої і неживої природи, природних явищ, а також у матеріалознавстві для опису складних структур і властивостей матеріалів.

---

Електронна мікроскопія

В дитинстві ви могли неодноразово чути, що не можна тримати метелика за крильця, бо він не зможе літати. Як же виглядає це покриття, яке ми знімаємо пальцями при доторканні? От і нам стало цікаво, тому ми знову звернулися до методу електронної мікроскопії. При збільшенні всього в 15 разів вже чітко видно, що крило покрите лускою – майже як у риби. Ця луска є ніщо інше, як видозмінені щетинки.

Мікросвіт, що навколо нас – захоплює, чи не так?!

Друзі, а що для Вас є наука? Для нас – це можливості. Наприклад, можливість задовільнити власну цікавість.

Чи знали ви, що не тільки в неорганічних матеріалах, а і в організмах живих істот можна знайти періодичні структури? Давайте розглянемо очі звичайного метелика при різному збільшенні – від 40 до 6000 разів. Хто б міг подумати, що ми побачимо «соти», подібні до тих, що будують бджоли.

Якщо Ви теж хочете пізнавати загадки оточуючого вас світу, ласкаво просимо на кафедру фізики металів КПІ ім. Ігоря Сікорського.

---

Давайте поміркуємо, які сучасні методи дозволяють вченим матеріалознавцям проводити дослідження, створювати нові і покращувати існуючі матеріали.

Ймовірно, більшості абітурієнтів в школі доводилось принаймні бачити, а може і працювати з оптичними мікроскопами – наприклад, на заняттях з біології за їх допомогою учні вивчають структуру рослин або елементарних мікроорганізмів.

Доволі простий принцип роботи подібних шкільних приладів – пучок світла, пройшовши оптичну систему, віддзеркалюється від досліджуваного зразка і потрапляє в об’єктив, в якому спостерігається зображення – дозволяє отримувати зображення зі збільшенням приблизно до 100 разів.  

Однак існують більш складні і досконалі прилади, в яких на зразок потрапляє не пучок світла, а пучок прискорених електронів, і які є одним з основних інструментів в арсеналі дослідників матеріалознавців – електронні мікроскопи.

Такі прилади дозволяють отримувати збільшення вже до 1 000 000 (!) разів, тобто забезпечують можливість досліджувати структуру матеріалів на рівні окремих атомів!

Для прикладу наводимо зображення, отримані методом електронної мікроскопії, зі свіжої роботи науковців кафедри фізики металів* – досліджувались нанорозмірні металеві композиції Pt/Mn/Fe одразу після одержання (фото 1 – спостерігаються чіткі границі поділу між трьома металевими шарами) і після подальшої термічної обробки (фото 2 – відбулись дифузійні процеси, метали «перемішались» між собою).

Можна бачити, що даний метод дозволяє чітко розрізняти шар металу товщиною 7,5 нанометри. Якщо, для спрощення, прийняти середню відстань між атомами в металах за 0,3 нанометри, то виходить, що цей шар має товщину всього 25 атомних площин! І такі товщини ще далекі від граничної роздільної здатності сучасних електронних мікроскопів. Можливо досліджувати значно тонші, значно менші об’єкти.

Важливо, що в сучасних електронних мікроскопах також реалізована можливість виявлення хімічного складу певних локальних областей матеріалу. Так, на другому фото представлені спектри, які характеризують хімічний склад окремих нано-зерен у плівці після відпалу.

Студенти кафедри фізики металів (Інститут матеріалознавства і електрозварювання ім. Є.О. Патона) КПІ мають доступ до сучасної лабораторії електронної мікроскопії, яка зокрема використовується для проведення лабораторних робіт та при виконанні курсових і дипломних проектів. А курс електронної мікроскопії є одним із ключових при підготовці студентів-металофізиків.

Матеріалознавство – це сучасно і цікаво!

Вступай на спеціальність 132 Матеріалознавство!

https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1361-648X/ab9269/meta