Лазерное структурирование материалов с использованием сверхкритических флюидов

Настоящий междисциплинарный проект (лазерная физика, гидродинамика, науки о материалах, нанохимия, сверхкритическая химия, химия экстремальных состояний) направлен на разработку новых методов микро- и нано-структурирования материалов с использованием сверхкритических флюидов (СКФ) и современных лазерных технологий. Будут развиваться два различных подхода к лазероиндуцированному созданию структурированных материалов. В первом подходе создание нанокомпозитов и структурирование материалов будет осуществляться в среде сверхкритического диоксида углерода. В отличие от обычных жидких сред для него характерно сочетание ряда специфических свойств, таких как высокая проницаемость, высокая растворимость, отсутствие поверхностного натяжения. При этом возможность изменять плотность среды в широких пределах позволит управлять физико-химическими процессами, индуцируемыми при лазерном воздействии на материалы и тем самым придавать им уникальные качества. Во втором подходе лазерное излучение само формирует сверхкритический флюид, например, сверхкритическую воду, в том числе, при ультравысоких давлениях и температурах. Это позволит, в частности, осуществлять прецизионное травление и структурирование широкого класса материалов.В проекте будет развиваться и исследоваться:- процесс формирования частиц и композитов методом импульсной лазерной абляции в СКФ, включая лазерный синтез и функционализацию люминесцирующих наночастиц кремния и стекол; синтез нанокомпозитов с помощью СКФ коллоидов в условиях лазерной абляции материалов.- импульсное лазерное формирование и реакции сверхкритической воды и диоксида углерода при ультравысоких давлениях и температурах.- лазерное 3D микроструктурирование оптических материалов в суб- и сверхкритических флюидах (H2O, CO2).- процессы лазероиндуцированного переноса гелевых частиц в условиях перехода в сверхкритическое состояние воды в геле, материала подложки и материала поглощающей пленки.- управляемый лазерный синтез наночастиц в пористых материалах-управляемый лазерный синтез наночастиц и структур из них в оптических полимерных материалах.Исследуемые в проекте лазероиндуцированные СКФ процессы могут создать основу новых перспективных технологий для фотоники, биомедицины, электроники и других отраслей