Радиофизики ТГУ формируют базу данных свойств композитных материалов, которая может быть использована при создании устройств с поддержкой 5G и приборов космической связи, работающих в диапазоне терагерцового излучения. Ученые создают композитные материалы из АБС-пластика и нанотрубок и измеряют их свойства в широком диапазоне частот – от 10 МГц до 1 ТГц. 

Для создания исходного материала радиофизики используют полимеры и с помощью химической обработки наполняют их углеродными нанотрубками, которые по заказу терагерцовой лаборатории РФФ изготавливает Институт катализа им. Г. К. Борескова СО РАН.

– Путем добавления нанотрубок разной концентрации мы меняем электрофизические свойства материала, например, можем увеличить диэлектрическую проницаемость. Тогда из него по 3D-технологии можно создать печатную плату с элементами (проводники, резисторы и др.), – рассказывает руководитель проекта, доцент радиофизического факультета Александр Бадьин. – Из полученного материала на 3D-принтере мы печатаем контрольный образец – пластины или кольца, в зависимости от стандарта измерительной установки, и исследуем свойства композита в терагерцовом диапазоне.

По словам исследователя, в основном интерес научных групп сосредоточен в области «бытового» излучения до 4-5 ГГц. Учёные ТГУ работают с более широким диапазоном – до 1 ТГц, который в настоящее время исследован недостаточно. На данный момент они изучили свойства 50 образцов.

– Мы изготавливаем материалы, которые в настоящее время востребованы при создании мобильных устройств, в медицине и при исследовании произведений искусства, – отметил Александр Бадьин. – Именно здесь отмечаются положительные свойства терагерцового диапазона. Не всем известно, что терагерцовый диапазон обеспечивает переход на стандарт 5G и перспективен для связи в космосе. Но сегодня отсутствуют технические средства по причине недостатка материалов, которые невозможно изготовить без применения 3D-технологии.

В терагерцовой лаборатории РФФ имеются инструменты и методики изготовления композитных филаментов на основе оригинальных материалов, разработанных сотрудниками вуза. Так, учёные изготовили пассивные элементы терагерцового диапазона (поглотители, поляризаторы), которые прошли экспериментальную проверку на оборудовании ЦКП «Центр измерений ТГУ» и были апробированы на международных конференциях в Нагое (Япония), Париже (Франция), Москве и Тамбове (Россия).

Исследования радиофизиков в области терагерцового излучения поддержаны Научным фондом ТГУ им. Д.И. Менделеева.