- Корейский научно-исследовательский институт химической технологии (KRICT) разрабатывает материалы для высокопрочных инфракрасных линз с высоким коэффициентом пропускания
- Ожидается, что их можно будет применить к камерам ночного видения и тепловизорам
Доктор Ким Дон Гюн (слева) и студент-исследователь Хван Джэ Хёк держат в руках полимерный материал, разработанный ими недавно [Предоставлено Корейским научно-исследовательским институтом химической технологии]
[HERALD BUSINESS = Корреспондент Ку Бо Хёк] Корейским ученым удалось разработать новый материал для полимерных линз, пропускающих инфракрасное излучение, с использованием дешевых отходов серы - побочного продукта, образующегося в больших количествах при переработке сырой нефти.
Корейский научно-исследовательский институт химической технологии (KRICT) сообщил 12 апреля, что исследовательская группа во главе с доктором Ким Дон Гюном, вместе с профессорами Ви Чжон Чжэ из Университета Ханьян и Ли Кён Чжином из Университета Чуннам, разработала высокопрочный полимерный материал с обратной вулканизацией (Inverse Vulcanization), пропускающий инфракрасное излучение, который можно применять в различных областях инфракрасной оптики.
Ожидается, что высокопрочные и высокопроницаемые полимерные материалы с обратной вулканизацией, разработанные исследовательской группой, будут использоваться в устройствах ночного видения для автономной навигации, интеллектуальных бытовых приборах и сенсорных системах, медицинских и диагностических тепловизорах, а также в военных приборах ночного видения.
Оптические материалы, пропускающие инфракрасное излучение, используются в различных областях, таких как линзы тепловизоров, которые могут обнаруживать избыточное тепло, вызванное заражением COVID-19, и инфракрасные сенсоры для приборов освещения, которые определяют присутствие человека в помещении.
В настоящее время все материалы, используемые в производстве подобных изделий, представляют собой материалы на «неорганической основе», сделанные из селенида цинка (ZnSe), германия (Ge), халькогенидного стекла и др., которые дорого стоят и трудно обработать в форму линзы. Следовательно, большая часть оборудования, оснащенного инфракрасными линзами, продаются по довольно высокой цене.
Обычный инфракрасный тепловизор, который продается на рынке [Предоставлено Корейским научно-исследовательским институтом химической технологии]
Хотя ежегодно в процессе переработки сырой нефти во всем мире образуется около 70 миллионов тонн побочных продуктов серы, не существует подходящего метода обработки тех, которые остаются после использования в качестве серной кислоты, удобрений и пороха. В Южной Корее большая часть отходов серы экспортируется в Китай, но из-за развития китайской нефтеперерабатывающей промышленности количество отходов серы, образующихся в самом Китае, постепенно увеличивается, поэтому и это не может быть долговечным решением.
Путем добавления «сшивающего агента TVB» к сере исследовательская группа смогла синтезировать полимерный материл с обратной вулканизацией, имеющий структуру с микрофазовым разделением - на область с относительно высоким содержанием серы и область с высоким содержанием сшивающего агента TVB.
Сшивающий агент TVB, реагируя с серой, не только сшивает цепи полимера серы, но и сшивается с самим собой, что приводит к микрофазовому разделению структуры на область с высоким содержанием серы и область с высоким содержанием сшивающего агента TVB.
На фото показана разница в прочности между полимером с обратной вулканизацией на основе TVB (справа) и существующим полимером с такой же вулканизацией [Предоставлено Корейским институтом химии]
Испытание новоразработанного полимерного материала с содержанием серы 80% показала, что, если сделать из него пленку толщиной 1,1 мм, то можно получить превосходную проницаемость для инфракрасного излучения, аналогичную или немного более высокую, чем ранее сообщавшийся полимерный материал с таким же содержанием серы.
Кроме того, если поместить новый материал в форму и спрессовать его при высоких температурах, то можно получить чистую пленку, а материалы, разрушенные во время использования, можно вернуть в исходное состояние с помощью того же процесса.
Ожидается, что данный материал поможет обеспечить ключевые технологий, необходимые для коммерциализации экономичных и обратно вулканизированных полимеров для инфракрасной оптики, через активное сотрудничество с компаниями, связанными с оптическими материалами и деталями.
«Технология, разработанная в рамках этого исследования, представляет собой платформу, позволяющую синтезировать высококачественные полимерные материалы с высоким содержанием серы из дешевых отходов», — сказал глава KRICT Ли Ён Гук, добавив: «мы ожидаем, что она будет широко применяться не только в обработке изображений, но и в таких приложениях, как электричество, электроника и энергетика».
Результаты исследования опубликованы в мартовском номере «Advanced Optical Materials», международного научного журнала в области науки и техники.
Comentarios