«Умные» материалы на сегодняшний день находят все большее применение в самых различных областях энергетики, медицины, биологии и др. К таким материалам можно отнести и соединения с магнитокалорическим эффектом — их температура меняется при приложении к ним внешнего магнитного поля. На сегодняшний день эти соединения активно исследуются в качестве перспективной основы для различных приложений: от экологически безопасного безфреонного холодильника до «умных» имплантов с контролируемым выбросом лекарства.

Параллельно с этим совершенствуются и развиваются методы исследования этих материалов. Одна из важных задач в этом направлении — разработка бесконтактных методов исследования магнитокалорического эффекта. Они необходимы в тех случаях, когда технически не представляется возможным использование стандартных контактных измерителей температуры — термометра или термопары. Особенное это актуально для исследования магнитокалорического эффекта в объектах микро- и нано-масштаба.

Команда исследователей из БФУ им. И. Канта совместно с коллегами из Университета Пармы (University of Parma) (Парма, Италия) и Дрезденской лаборатории высоких магнитных полей при Исследовательском центра Гельмгольца (Dresden High Magnetic Field Laboratory, Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf)  (Дрезден, Германия) провела совместное исследование на одном из перспективных магнитокалорических сплавов  с использованием нового бесконтактного метода, предложенного ранее итальянскими коллегами.

m8gG6hJTSqw.jpg

Франческо Куини, научный сотрудник (Postdoc) Университета Пармы, Италия:

«Предложенный нами метод бесконтактного измерения температуры основан на термооптическом эффекте, известного как «mirage effect» (эффект миража) и заключается в отклонении лазерного луча, проходящего через поверхность близкую к объекту вследствие изменения температуры образца. Эффект миража также наблюдается в природе как оптическое явление в атмосфере: преломление света на границе между резко различными по плотности и температуре слоями воздуха. Термооптические эффекты активно используют в современных исследованиях, в частности, в фототермической спектроскопии и наш подход в использовании его для изучения магнитокалорических материалов представляет несомненную новизну».

S2A3214.jpg

Карим Амиров, старший научный сотрудник Лаборатории новых магнитных материалов БФУ им. И. Канта:

«Основная идея нашей работы заключалась в измерении магнитокалорического эффекта с помощью трех независимых методик: бесконтактного, прямого с использованием термопары и косвенного – через измерения теплоемкости с использованием известных термодинамических соотношений. В качестве объекта исследования был выбран достаточно хорошо изученный нами перспективный сплав железо-родий. Важно, что предложенный нами метод успешно может быть внедрен для исследования получаемых нами умных композитных материалов и сплавов – от массивных образцов до лент и пленок. Полученные с использованием бесконтактного метода результаты не противоречат результатам, полученным с помощью классических методов. Таким образом, мы показали, что альтернативный бесконтактный метод измерения температуры может быть успешно применен для наших задач».

Результаты исследования представлены в статье, опубликованной в авторитетном научном журнале «Journal of Applied Physics». Работа с российской стороны поддержана грантом Российского научного фонда (№ проекта 18-79-10176), которые реализуется на базе БФУ им. И. Канта.