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 Glassand 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.
