Гидрогель из плавленого кварца и щелочи, соединяющий волоконные линии и предотвращающий потерю сигнала при использовании оптоволокна, разработали ученые Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ). Об этом ТАСС рассказали в пресс-службе вуза.
"В коммуникационных технологиях, навигации, медицине, нефтегазовой промышленности и в космосе для передачи больших объемов информации на дальние расстояния используют оптоволокно. Качество передаваемого сигнала напрямую зависит от наконечника, который механически выравнивает и соединяет концы кварцевых волокон между собой. Оптоволокно должно быть хорошо зафиксировано в наконечнике, чтобы не допустить затухания сигнала и потери информации. Ученые разработали способ его крепления в нужном положении с помощью гидрогеля из плавленого кварца и щелочи. Это обеспечит надежное соединение волоконных линий и лучшую передачу светового сигнала", - сообщили в университете.
По словам ученых, наконечники соединителей изготавливают из плавленого кварца (кремнезема) из-за его высокой химической и механической стойкости. Его используют в работе оптоволокна при повышенных температурах вплоть до 300 градусов Цельсия. Полимерные клеи применять при таких температурах невозможным. Кварцевые детали также можно соединять с помощью лазерной сварки, но это затруднительно при массовом производстве. Поэтому сейчас изучаются различные способы соединения волоконных линий и наконечника с использованием химических составов, стабильных при высоких температурах.
"Сам соединитель и оптоволокно сделаны из плавленого кремнезема (кварца). Вступая в реакцию с гидроксидом натрия (щелочью), он образует полисиликат натрия - материал, который склонен к гелеобразованию и обладает связующими свойствами. При нагревании он расширяется и закрепляет оптическое волокно в нужном положении. Благодаря такому взаимодействию щелочи с поверхностями деталей мы получили фиксирующий гидрогель", - рассказала научный сотрудник лаборатории рационального природопользования и природоподобных технологий ПНИПУ, кандидат технических наук Марина Красновских.
Этот метод крепления ученые проверили на практике. Раствор гидроксида натрия наносили на соединитель со вставленным в него оптическим волокном, помещали в термостат при температуре 90 градусов на один день, а затем подвергали термообработке при 250 градусах в течение 15 минут. "Это привело к образованию непрерывной ячеистой структуры, которая прочно закрепила оптическое волокно в наконечнике", - отметили в ПНИПУ.
Исследование пермских ученых было выполнено в рамках программы стратегического академического лидерства "Приоритет 2030", обладателем гранта которой в размере 100 млн рублей ПНИПУ стал в 2021 году. Результаты работы ученых опубликованы в журнале Glass and ceramics за 2024 год.
О программе "Приоритет 2030"
"Приоритет 2030" является самой масштабной в истории России программой государственной поддержки и развития высших учебных заведений, нацеленной на формирование к 2030 году в России более 100 прогрессивных современных университетов, которые станут центрами научно-технологического и социально-экономического развития страны. Всего комиссия Минобрнауки РФ включила в программу "Приоритет 2030" 106 вузов из 49 городов страны, из них 60% - региональные университеты.
Источник: https://nauka.tass.ru/nauka/21197341