Звук вырастит в космосе идеальные кристаллы
На днях на Международной космической станции начались опыты по выращиванию идеальных кристаллов в отсутствие гравитации. Особенность именно этой группы экспериментов в том, что выращиваемый объект будет поддерживаться \"на весу\" звуком, а значит, останется ультрачистым.
SpaceDRUMS (Space Dynamically Responding Ultrasonic Matrix System) - разработка канадской фирмы Guigné International. Компания была основана Жаком Ивом Гине (Jacques Yves Guigné) в 1989 году. Жак работает с NASA уже около 17 лет и давно проталкивал идёю создания \"акустического левитирующего устройства\".
Поначалу предполагалось, что SpaceDRUMS отправится к МКС в 2003 году. Но из-за гибели шаттла Columbia программу пришлось свернуть на несколько лет.
В результате первые модули SpaceDRUMS были отправлены и установлены на МКС только в ноябре-декабре 2008 года. Последние же недостающие части оборудования прибыли с шаттлом Discovery буквально на днях, и система была наконец-то собрана полностью. Теперь SpaceDRUMS готова к началу работы.
Отметим также, что с японским космическим грузовиком HTV (мы рассказывали о нём здесь), дебютный старт которого запланирован на 11 сентября этого года, на МКС прибудут дополнительные образцы для проведения экспериментов.
Додекаэдрическая камера SpaceDRUMS заполнена аргоном, внутри расположены несколько источников звуковых волн. Аргон - инертный газ, а потому он не взаимодействует с веществами внутри камеры, при этом являясь проводящей средой для звука.
\"Лучи звуковой энергии, как невидимые нежные пальцы, будут поддерживать плавающий образец в центре контейнера, чтобы он не касался стенок сосуда.
В отсутствие гравитации и прикосновений к каким-либо манипуляторам или стенкам можно получить очень чистые структуры\", - объясняет Гине.
Основная задача новой космической лаборатории - выращивание больших кристаллов веществ. Такие материалы наверняка будут востребованы на Земле, и уже сейчас ясно, что стоить полученные объекты будут сотни тысяч долларов (в зависимости от используемого вещества).
Пока планируется вырастить пористый образец стеклокерамики. Всё начнётся с гранул спрессованного серого порошка. После нагрева они станут керамическим материалом (что уже показано на Земле). Учёные надеются, что в условиях космоса молекулы вещества перестроятся таким образом, что образуются поры.
Специалист NASA Джули Робинсон (Julie Robinson) отмечает, что в SpaceDRUMS можно работать практически с любым веществом и выращивать объекты диаметром с мяч для бейсбола или гольфа. Между тем предыдущие образцы, полученные в условиях микрогравитации, не превышали в длину нескольких миллиметров. Гине считает, что в будущем наибольшим спросом будут пользоваться выращенные таким образом полупроводники.
Пока же аппаратура будет доступна для работы студентов-физиков, которые выполняют дипломные работы в университете Бата (University of Bath), Гине и сам является выпускником этого вуза. Эксперименты можно будет контролировать с Земли. \"Не многие университеты могут позволить своим ученикам проводить опыты в космосе\", - радостно заключает профессор Ник Пейс (Nick Pace), который принимал участие в создании SpaceDRUMS.
Комментарии
«Наверняка» тут ключевое слово. Т.е. попросту авторы применения этому не знают и оно вряд ли есть. Вообще этот раздутый ажиотаж с выращиванием кристаллов в космосе — просто фабрика по выколачиванию денег. Ну не является гравитация определяющей силой в появлении дефектов и уж тем более примесей при росте. Силы поверхностного натяжения на порядки больше. Ну и метод зонной плавки тоже совершенно бесконтактный и не требует космоса.
Возможно , это устаревшая информация.
В этом случае образец может перемещаться только как целое абсолютно твердое тело.
По-видимому , подвесить в вакууме образец и управлять его положением так , чтобы он не перемещался и не сталкивался со стенками без растяжек не удается . А если есть растяжки - то вибрации корпуса корабля будут передаваться образцу. Вот все , но если что не так - рогом упираться не буду, меня вполне можно убедить.
Тут еще я вспомнил про эффект Иоффе , когда при ударах по образцу дислокации выгоняются на поверхность . Но это уже в процессе остывания или затвердевания может быть звуком выгоняют дислокации, но об этом можно...
Вибрации (сиречь звук с неравной длине образца длиной волны) будут передаваться и через аргон.
Бездислокационный кремний умеют выращивать и на земле. Определяющими процессами, влияющими на рост дислокаций, там являются вовсе не какие-то остаточные вибрации, от которых сложно избавиться, а (i) качество затравки и (ii) тепловой удар при сидировании.
Есть работы в которых образцы вообще предлагают специально вибрировать. Это утончает пограничную зону роста и позволяет получить в разы меньше дислокаций.
Я и не пытался спорить о том , что многие полупроводниковые лаборатории сумели и на Земле варить приличные подложки . Возможно , пробовали и создавать интегральные схемы в космосе в полном технологическом цикле , я не знаю . Возражения , что через аргон будут передаваться вибрации, сиречь звук , я и не опровергал , наоборот. В статье четко указывалось на то, что звук используется для фиксации образца . А дело это - не простое. Вопрос - какой звук по спектру , по пространственной конфигурации , что существенно зависит от формы образца , формы и расположения излучателей, граничных условий отражения на стенках камеры , формы камеры , в чем его воздействие на образец, какие на нем граничные условия. Трясет он его как Тузик куклу , или это управляемый процесс, направленный на фиксацию образца в камере в среде аргона в условиях невесомости. Вот и все.По-моему, я точно выразил , что имелось ввиду. А что там еще на что влияет - тут я не могу судить , предоставим это специалистам
Если присмотреться к мною ранее написанному , то я сослался на эффект , давно обнаруженый в ЛПИ , что дислокации выгоняются на поверхность при ударных воздействиях . Так что ничего нового вы мне не сообщили. Вот как это достигается в космосе - мне неизвестно.
Насколько я умею читать по-русски, в статье говорится о первичности отсутствия именно гравитации. Может, конечно, перевод неправильный. Про вибрации — это ваша гипотеза? Или вы общались с авторами идеи за рамками опубликованного в обсуждаемой статье?
Присматривался. Эффект, на который вы сослались, не имеет отношения к тому, что я написал.