Патент недели

Уборка в сосудах

Патентование изобретений

Уборка в сосудахСтатистика сердечных заболеваний, особенно среди мужчин, в России довольно печальна. Виной тому множество факторов — от социальных и психологических до банального пренебрежения собственным здоровьем. Поэтому любые изобретения, помогающие врачам бороться с болезнями сердца или их последствиями, заслуживают самого пристального внимания.

Эндоваскулярная реканализация только звучит как заклинание, но для любого кардиохирурга это вполне себе ясное словосочетание, означающее процесс очистки сосудов тела, от «мусора». Окклюзия коронарных и периферических артерий — так на научном языке называется засорение сосудов, по которым бежит кровь, что в случае сердечных заболеваний грозит инфарктом и возможным летальным исходом.

Одним из способов очистить внутреннюю поверхность сосудов, по мнению изобретателей, может стать использование баллонного катетера с двумя каналами: один для проводника, второй — для наполнения баллона. Сам баллон имеет грушевидную форму, его меньшая по длине часть с помощью проводника прокалывает толщу окклюзии. После чего баллонный катетер заводится максимально глубоко, причем, его конструкция позволяет как заменять проводники, так и использовать баллон без проводника.

После введения дистальная (меньшая) часть баллона раздувается под низким давлением, а затем становится мишенью для прокалывающего проводника. Использование рентгеноконтрастного вещества (РКВ) позволяет отследить момент прокалывания, в том числе благодаря изменению формы баллона. Момент соединения двух просветов артерии сквозь толщу окклюзии называется маневром «обратного входа».

На следующем этапе баллон «спускается», освобождая проводник, манипулируя которым можно провести процедуру «реканализации», очистку стенок артерий. Причем, меньшую часть баллона можно делать, в том числе, и ассиметричной по отношению к его продольной оси, что сделает ввод проводника и дальнейший процесс реканализации — восстановления более управляемым, а значит — гораздо более эффективным.

Так как баллонный катетер имеет просвет для проводника на всем протяжении, канал для проводника можно использовать как для введения РКВ, так и для замены проводников с различными свойствами и с различной концевой конфигурацией. Что обеспечивает расширение возможностей оператора для достижения реканализации, и, соответственно, повышения эффективности процедуры. Размер раздувающейся части баллона также можно варьировать, что позволяет применять его для эндоваскулярных процедур на поверхностной бедренной артерии или на подвздошных артериях.

Подробности изобретения — в опубликованном патенте

Как спасти деньги?

Патентование изобретений 

Патентование изобретений Чтобы обеспечить безопасность перевозки денег сегодня используют способы приведения банкнот в неплатёжеспособное состояние. Когда преступники пытаются вскрыть «умный» контейнер с наличными, за доли секунды банкноты окрашиваются несмываемой краской. Однако, у существующих способов защиты денег, по мнению российских изобретателей, есть ряд недостатков.

Иногда банкноты в контейнерах «прожигают» при помощи высоких или низких температур, что также делает невозможным их дальнейшее использование. Защитная система контейнера может сработать и в случаях, когда контейнер перемещается нерегламентированным способом, например, отклоняется от маршрута или бьётся, встряхивается и так далее.

Ранее существовавшие способы защиты транспортируемых купюр предусматривали их порчу только с одной стороны банкноты. Это исключало защиту нескольких слоев денежных банкнот, особенно в случае перевозки значительных сумм. Для транспортировки также требовался особый способ упаковки купюр, отличающийся от стандартных банковских пачек. Наконец, в случае порчи лишь нескольких банкнот, нельзя было исключать применение специального раствора для «отмывания» окрашенных купюр.

Суть предложенного российским изобретателем способа заключается в оснащении контейнера автономным питанием и генератором высокочастотного электромагнитного импульса, который при запуске изменяет цвет красителя. При этом краситель уже используется в процессе производства банкнот, то есть — устойчив к любому внешнему воздействию. По предложению изобретателя в банкноты также может быть впрессована полоска тонкой алюминиевой фольги, способная под воздействием электромагнитного импульса разогреваться до температуры, достаточной для обугливания денежных банкнот. В первом случае при запуске генератора молекулы красителя или разрушаются, или меняют свою структуру, что приводит к окрашиванию абсолютно всех банкнот, во втором — банкноты моментально обугливаются, что также делает невозможным их дальнейшее использование, а преступление — бессмысленным.

При этом, предложенный способ не ограничен в слоях и объемах банкнот. Электромагнитный импульс в отличие от краски свободно проникает в толщу бумаги. Глубина воздействия зависит только от мощности источников электромагнитных импульсов. Аналогичными системами защиты изобретатель также предлагает оснастить кассеты банкоматов, которые преступники могут попытаться извлечь из аппаратов по выдаче наличных денежных средств.

Подробности изобретения — в опубликованном патенте.

Тихо, идёт запись!

Патентование изобретений 

Патентование изобретенийКогда в караоке вы беретесь за микрофон, вряд ли задумываетесь о каком-то ином его применении, кроме передачи или записи звуковых сигналов. Между тем, и сфера применения такого рода приборов гораздо шире наших обыденных представлений, и сама технология работы таких приборов может быть принципиально иной, нежели в привычных приборах, встроенных в наушники для телефона или установленных в студиях звукозаписи.

Большинство традиционных микрофонов, которые преобразовывают акустическое звуковое давление в электрический сигнал, уже давно состоят из четырех ключевых узлов. Это акустическая антенна, в которой звуковое давление воздействует на акустический вход микрофона. Далее на входе формируется механическая сила, которая смещает мембрану (акустико-механическое звено) в конденсаторных микрофонах или диффузоры в динамических микрофонах. Электромеханическое звено микрофонов преобразовывает эти колебания в электродвижущую силу, а электрическое звено формирует выходной сигнал, эквивалентный входной акустической нагрузке. Этот сигнал как раз и передается по каналам связи, записывается аппаратурой, усиливается, а потом воспроизводится в динамиках.

Проблема подобного рода устройств заключается в том, что у них крайне низкий коэффициент полезного действия (не более 5%), поэтому сигналы микрофонов всегда нужно усиливать. Все существующие микрофоны ограничены максимальным уровнем давления в 130-140 дБ, а те, что позволяют регистрировать высокий уровень давления до 180 дБ, ограничены частотным диапазоном всего лишь 10-120 Гц.

Российские изобретатели предложили принципиально иную технологию производства сверхчувствительных и одновременно передающих «чистый» сигнал микрофонов, которая позволит создавать приборы для регистрации как высокого, так и крайне низкого уровней звукового давления. Звуковая чувствительность приборов будет выше, но сам звук «чище» даже при высоком уровне звукового давления, например, при записи шумов авиационных двигателей.

В основу технологии положен принцип селективного поглощении инфракрасного излучения (ИК-излучения) углекислым газом воздуха (CO2), что делает из микрофона не только прибор для записи звука, но и довольно точный измерительный инструмент, который, например, можно использовать для измерения перепадов звукового давления внутри водной среды — в толще морской воды.

Главным узлом нового микрофона становится излучатель ИК-излучения с заданной длинной волны и мощностью, которая обеспечивает определенное отношение генерируемых квантов между ИК-излучателем и ИК-приемником. На входе ИК приемника устанавливают специальный интерференционный фильтр, а излучатель снабжают дополнительной фокусирующей линзой для фокусировки излучения на приемнике. При воздействии звуковых колебаний и перемещении масс CO2, которые поглощают ИК-излучение, меняется мощность последнего, а эти изменения отслеживаются и фиксируются приемником.

Авторы уверены, что с помощью нового микрофона диапазон измерения звуковых давлений может быть расширен для больших уровней значений до 180 дБ, а для малых уровней значений - до 10 дБ за счёт  увеличения мощности ИК-излучателей в импульсном режиме и применения усилителей выходного сигнала, коэффициент усиления которых изменяется по обратному логарифмическому закону. При этом, в новом микрофоне отсутствуют какие-либо механические элементы типа мембран и диффузоров, наличие которых приводит к уменьшению КПД.

Подробности изобретения — в опубликованном патенте.

Точечный обстрел раковых клеток

Патентование изобретений

Патентование изобретенийВ недавнем ежегодном Послании Федеральному Собранию Президент России Владимир Путин обозначил борьбу с раковыми заболеваниями, как одно из приоритетных направлений развития отечественной медицины. Уже сегодня российские изобретатели предлагают самые передовые разработки в этой отрасли.

Ранее для разрушения раковых клеток предлагалось использовать комплекс из наночастиц, биологических распознающих молекул и фотосенсибилизатора.

Когда комплекс вводился в организм, он специфически связывался своими биологическими распознающими молекулами со специфическими онкологическими маркерами на поверхности раковых клеток. После облучения его внешним источником света, запускался процесс флуоресценции - особый процесс нетеплового свечения вещества, которое происходит после поглощения им энергии возбуждения -- наночастиц, которые активировали молекулы фотосенсибилизатора и, таким образом, разрушали клетки опухоли. Для возбуждения флуоресценции в данном способе использовался источник, испускающий излучение в видимой или инфракрасной области спектра.

Недостатками данного способа была невозможность визуализации раковых клеток и области опухолевого роста, которые залегают в глубине организма, а также применение только фотодинамического механизма разрушения раковых клеток. Тем не менее, именно этот способ стал прототипом решения российских ученых.

Они предложили проводить предварительную визуализацию раковых клеток, вводя комплекс из объединенных молекул фотосенсибилизатора, флуоресцентных наночастиц, флуоресцирующих в инфракрасной области спектра, и биологических распознающих молекул. В качестве же флуоресцентных наночастиц ученые предложили использовать полупроводниковые флуоресцентные нанокристаллы, флуоресцирующие в инфракрасной области спектра. Дополнительным компонентом комплекса стали плазменные наночастицы, которые усилили сигнал нанокристаллов.

С помощью облучения места локализации излучением в оптическом диапазоне поглощения флуоресцентных наночастиц в данном способе проводится выявление обратного сигнала от наночастиц, что позволяет обнаружить пораженные клетки. Затем — запуск процесса разрушения. Таким образом, происходит неинвазивное (без хирургического вмешательства) детектирование и направленное разрушение раковых клеток, локализованных на большой глубине, при повышении эффективности визуализации и разрушения раковых клеток. Это повышает точность разрушения опухолевых клеток, а также делает возможным применение в процессе их ликвидации дополнительных механизмов разрушения, например, за счет локального повышения температуры.

Подробности изобретения описаны в опубликованном патенте

Изобретение на уровне

Патентование изобретений

Патентование изобретенийВозраст и опыт для изобретателя вещи полезные, но никак не определяющие. Мы уже писали в нашей рубрике про патент пермской школьницы, которая придумала новый, экономичный способ — по сути, технологию — валки леса. На этот раз нашим героем стал Михаил Уткин, школьник из города Железногорска Красноярского края.

Вместе со своим педагогом Дмитрием Бабановым Михаил, которому седьмого апреля исполнится 17 лет, изобрел электронный индикатор уровня. Патент на полезную модель был выдан ему в конце января. Новое устройство, придуманное учеником Станции юных техников и педагогом, может использоваться в области приборостроения и применяться в приборах для измерения уклонов.

Ранее известные устройства подобного плана позволяли контролировать горизонтальность поверхности только по одной координате. С их помощью было довольно сложно получать результаты измерения, поскольку знак угла наклона не отображался на табло. Самый близкий к заявленной полезной модели прибор был гораздо более сложно устроен, что делало его производство и применение значительно дороже.

Электронный индикатор уровня, придуманный Михаилом, содержит один трехосевой акселерометр, который соединен с микроконтроллером с помощью цифрового интерфейса. Выходы микроконтроллера соединены с двумя взаимно перпендикулярными линейками единичных светодиодных индикаторов разного цвета. В центре индикаторного поля расположен светодиодный индикатор зеленого цвета свечения. Его зажигание сигнализирует о расположении прибора строго горизонтально или строго вертикально.

При отклонении плоскости прибора от горизонтали или вертикали зажигаются светодиодные индикаторы красного цвета свечения, при этом, чем больше угол отклонения, тем дальше от центра индикаторного поля зажигается светодиодный индикатор. Технический результат использования изобретения — измерение и контроль уклона как горизонтальных, так и вертикальных поверхностей, а также простота считывания показаний прибора.

Техническое описание полезной модели вы можете прочитать в опубликованном патенте, Роспатент поздравляет Михаила с получением патента, желает сохранить свой исследовательский настрой и придумать еще много устройств и технологий, которые сделают нашу жизнь проще и комфортней.

По материалам http://rupto.ru

Наночастицы против неврологических заболеваний

Патентование изобретений

Патентование изобретенийУченые из Московского физико-технического института получили патент на изобретение «Способ получения полимерных наночастиц низкосиалированного эритропоэтина с высокой степенью сорбции для лечения неврологических заболеваний»

Широкое развитие неврологических заболеваний — проблема больших городов и нашего, переполненного стрессами времени. Повышенная ответственность, эмоциональное беспокойство, низкая физическая активность, трудоголизм, банальные травмы — факторов, которые могут повлиять на их развитие, бесчисленное множество, а потому особого внимания заслуживают изобретения, которые помогают справляться с одной из важнейших проблем современности.

О веществе с «поэтичным» названием «эритропоэтин» многие слышали исключительно в связи с допинговыми скандалами. Именно его принимал знаменитый американский велогонщик Лэнс Армстронг. Между тем, в медицине эритропоэтин применяется для лечения и профилактики целого ряда осложнений, начиная от хронической почечной недостаточности и онкологических заболеваний до терапии ВИЧ-инфекции и ликвидации анемии в восстановительный период. Применяют его и в неврологии.

При ишемии тканей головного мозга организм включает защитные механизмы. Одним из таких механизмов является, в частности, ишемическое прекондиционирование, феномен прерывистой ишемии — уменьшения кровоснабжения участка тела, органа или ткани вследствие ослабления или прекращения притока артериальной крови — или метаболической адаптации. Благодаря ишемии, которая чередуется с восстановлением кровотока, сдерживается развитие неврозов. На само прекондиционирование можно воздействовать, в том числе, лекарствами, среди которых эритропоэтин.

Кроме того эритропоэтин стимулирует эндогенную нейропротекцию, что позволяет уменьшить последствия ишемических атак.

Методика, которую в своем описании патента предложили российские изобретатели, гарантирует получение стабильных полимерных наночастиц эритропоэтина с высокой степенью сорбции. Она невероятно экономична, поскольку позволяет выбрать оптимальное соотношение реагентов. Раствор низкосиалированного эритропоэтина, который сам по себе является дорогостоящим препаратом, почти не остается непрореагировавшим, а параметры наночастиц на выходе близки к идеалу: размер в 150 нанометров позволяет преодолевать гемато-энцефалический барьер, а степень собрции — поглощения препарата на наночастицах твердым телом — достигает наивысших значений. Среди плюсов — отсутствие необходимости в дорогом оборудовании и высокая точность результатов.

Если приблизительно описывать технологию получения наночастиц языком химии, то процесс начинается с получения органической и водной фазы. Необходимую навеску сополимера D,L-лактида и гликолида 75/25 растворяют в 10 мл ацетона для получения раствора с концентрацией от 0,25 до 1%, от 2,5 до 10 мг/мл. Раствор перемешивают на магнитной мешалке при комнатной температуре до полного растворения полимера и однородности раствора. Для получения водной фазы необходимую навеску PluronicF-68 или поливинилового спирта растворяют в 10 мл бидистилированной деионизованной воды. Раствор также перемешивают на магнитной мешалке при комнатной температуре до визуального растворения вещества. Затем вещества смешивают, выпаривают органический растворитель проводят фильтрацию водной суспензии, а затем — удаление не включенного в состав частиц стабилизатора, получая необходимую суспензию. Подробное изложение процесса вы найдете в опубликованном патенте.

Полученные наночастицы эритропоэтина могут применяться для стимуляции эритропоэза, увеличении поступления кислорода в мозг. Их можно использовать для повышения устойчивости головного мозга к ишемии, а значит — и развитию неврозов; в интенсивной терапии больных с тяжелой черепно-мозговой травмой и других повреждениях головного мозга. С их помощью также можно регулировать экспрессию нейротрофинов и их рецепторов в мозге, что современная медицина рассматривает как один из самых перспективных путей воздействия на ряд патологических состояний центральной нервной системы.

Многоцелевая трансформируемая орбитальная система и способ ее применения

Патентование изобретений

Многоцелевая трансформируемая орбитальная система и способ ее применения

Ученые из Военно-промышленной корпорации «Научно-производственного объединения машиностроения» запатентовали многоцелевую трансформируемую орбитальную систему и способ её применения.

Бескрайний космос с безвоздушным пространством, невесомостью и жестким, опасным для живых существ излучением — благодатная среда для научных исследований. Но у большинства пилотируемых станций есть серьезные ограничения по задачам, которые они способны решать. Российские изобретатели придумали, как снять эти барьеры.

Подавая заявку на патент, российские изобретатели учли опыт работы предыдущих орбитальных станций. Так, знаменитая станция «Мир» не могла одновременно решать разноплановые задачи, которые требовали сочетания различных условий космического полета. А её целевые блоки не могли работать вне связки с базовым модулем станции. Орбитальный комплекс «Алмаз» в составе орбитальной пилотируемой станции и возвращаемого аппарата капсульного типа, наиболее близкий к заявленной цели, не подразумевал возврата с орбиты дорогостоящей аппаратуры управления станцией и ракетой-носителем. Нужно было создать многоцелевую трансформируемую орбитальную систему на основе разнопрофильных модулей, которая могла бы эксплуатироваться долгое время.

Система, предложенная в опубликованном патенте, предусматривает, что целевые и обеспечивающие пилотируемые и автоматические модули системы находятся в раздельном полете. При это они движутся по компланарным (лежащим в одной плоскости) орбитам для автономной работы в космосе. Каждый из таких целевых модулей (ЦМ) снабжен крылатым многоразовым возвращаемым аппаратом (МВА), который может отделяться после выполнения работ. В МВА предусмотрен отсек для экипажа, который проводит работы на борту модуля. Пилотируемый транспортно-целевой модуль (ПТЦМ), в свою очередь, выполнен в виде рабочего отсека с размещенными в нем блоками заменяемой целевой аппаратуры ЦМ, двигательной установкой и узлами стыковки. К одному из них пристыкован МВА, оборудованный жилым отсеком. Еще один вид модулей — автоматический транспортный модуль (АТМ) — состоит из МВА, топливного отсека, систем стыковки и перекачки топлива. При этом каждый элемент орбитальной системы связан с наземным комплексом управления, а бортовые системы МВА снабжены системой управления модулями и ракетой-носителем.

Для формирования многоцелевой орбитальной системы на орбиту выводят все три типа модулей, которые размещаются в расчетных точках компланарных орбит. Целевые работы проходят в автоматическом режиме с возможностью оперативного перестроения ЦМ на орбите за счет изменения параметров с помощью бортовой двигательной установки. Когда программа работы ЦМ заканчивается, система выдает тормозной импульс для затопления модулей в заданных районах Мирового океана. МВА отделяются от целевых модулей и с помощью корректирующего импульса выходят на орбиту для посадки на космодром базирования. Дозаправка модулей происходит с помощью АТМ, который выводится на орбиту по данным наземного комплекса управления.

Чтобы провести регламентные работы на одном или более ЦМ, космические исследования с участием экипажа, на компланарную орбиту выводится ПТЦМ, который стыкуется с ЦМ, а по завершении работ на Землю возвращаются только МВА, которые после проведения восстановительных работ вновь можно использовать в составе новых исследовательских модулей.

Подробно схема работы системы изложена в опубликованном патенте.

Способ комплексного лечения острого серозного необструктивного пиелонефрита

Патентование изобретений

Патентование изобретенийОстрый пиелонефрит — один из самых распространённых почечных недугов. Почти 14% пациентов, которым ставят диагноз, связанный с почечными проблемами, страдают именно от него. Пиелонефрит — потенциально опасное для жизни заболевание и его течение нередко усугубляется серозными осложнениями.

Главная проблема при лечении больных острым серозным необструктивным пиелонефритом заключается в существовании антибиотикоустойчивых форм бактерий, в изменении видового состава микрофлоры, а также аллергических реакциях организма. Для повышения эффективности лечения врачи могут проводить, например, наружное лазерное облучение больной почки, постепенно повышая частоту излучения. Или воздействовать на больную почку низкоинтенсивной светотерапией, выполняемой с помощью инфракрасного лазера. Но данные способы, как правило, не учитывают индивидуальный подбор антибактериальных препаратов или хронометрию физиобиологической активности пациента. Соответственно, результаты в обоих случаях не гарантированы.

С помощью нового способа эффективность лечения острого серозного необструктивного пиелонефрита повышается до полного выздоровления без деструктивных изменений и превращения заболевания в хроническое. На фоне антибактериальной, спазмолитической, противовоспалительной и дезинтоксикационной терапии на заранее определенное место пораженной почки воздействует низкоинтенсивная светотерапия. Для этого используют дискретное модулированное излучение красного цвета с заданной длиной волны, частотой модуляции и плотностью мощности в течение 5 минут курсом 10 суток. Воздействие оказывают в установленное время максимального пика психоэмоциональной и физиологической активности пациента до получения нормальных показаний кровотока в сосудах больной почки. Дело в особенностях организма: у каждого пациента имеется свой строго личный график максимального значения биоритмов, и именно в это конкретное время следует проводить процедуру светового облучения в строго заданных экспериментально подтвержденных его режимах, чтобы повысить эффективность лечения.

Проведение облучения низкоэнергетическим инфракрасным светом приводит к повышению числа функционирующих капилляров, улучшению микроциркуляции, активизации транспорта веществ через клеточную мембрану, уменьшению интерстициального отека, увеличению доставки лекарственных средств в очаг воспаления. Низкоэнергетическая световая терапия обладает антиоксидантным эффектом, что эффект выздоровления.

На заключительном этапе лечения проводится итоговое обследование функционального и психоэмоционального состояния организма, после чего констатируют соматический и психический уровень выздоровления. Подробности нового комплексного способа лечения одного из самых распространенных почечных заболеваний, читайте в опубликованном патенте.

 

Что изобретают школьники?

Патентование изобретений

Патентование изобретенийОгромная часть людей воспринимает изобретения исключительно как решения из сферы фантастических прогнозов или высоких технологий. Многофункциональные научные комплексы, многолетние исследования, гигантские затраты — безусловно, какая-то часть изобретений создается в таких условиях. Но даже в давно известных, обыденных и, казалось бы, «приземленных» областях возможны технологические прорывы.

Лесозаготовка, точнее валка леса — одна из таких сфер, в которых, кажется, невозможно придумать ничего нового. С того момента как человек впервые взялся топор, решив не ждать милостей от природы, до сегодняшней промышленной валки леса отрасль с виду изменилась не так уж сильно. Разве что механизмы стали совершеннее: на смену топорам пришли бензиновые, а затем и электрические пилы. Но это только на первый взгляд.

В 1994 году в России была запатентована технология валки леса при помощи воздушного компрессора, закрепленного на вертолёте. Если подсчитать расходы, которых требует такой способ, лесозаготовку можно будет относить к дорогим удовольствиям — аренда или стоимость вертолета, топливо, оснащение вертолетов компрессорами, расходы на пилотов и операторов. Это требует не только денег, но и огромных затрат энергии, что также влияет на его стоимость. Такую технологию невозможно применять в малых масштабах. Например, для расчистки площади для строительства дачи.

Решение проблемы нашла… 14-летняя школьница, ученица средней школы Люба Степанова. Она предложила использовать для валки леса очевидный, на первый взгляд, принцип сходный с принципом домино. Близко стоящие, одинаковые по массе деревья в одном ряду скрепляются между собой тросом, который фиксируется особым узлом, после чего лесозаготовщик спиливает крайнее в ряду дерево, а затем валит его в противоположную от следующего сторону. Заваленный ствол, натягивая трос, делает всю остальную работу. Падая, он вырывает из земли последующие стволы. Остается только вывезти упавшие деревья для их последующей обработки. И все…

Подробности изобретения и расчёты — в опубликованном патенте

Лазер на керамике

Лазер на керамикеУченые из института электрофизики Уральского отделения Российской академии наук запатентовали «Способ изготовления высокоплотной, в том числе оптической керамики с использованием электрофоретического осаждения наночастиц»

Использование лазеров давно перестало быть исключительно художественным приемом научной фантастики или лабораторной технологией. Сегодня с помощью лазеров удаляют или корректируют татуировки, делают гравировку, проводят доступные высокоточные операции. Наибольший интерес в этом плане представляют так называемые твердотельные лазеры.

Те, кто в рамках курса физики интересовался устройством лазера, знает его принципиальную схему: источник энергии, «оптический резонатор» — система линз и зеркал и, так называемое, рабочее тело — среда, усиливающая мощность и определяющая длину волны излучения. В качестве среды могут использоваться как газы, так и вещества в твердом агрегатном состоянии. Самым первым твердотельным лазером и одновременно первым работающим лазером был излучатель на рубине, накачка которого осуществлялась излучением импульсной газоразрядной лампы. Этот лазер был создан в 1960 году американским физиком Теодором Майманом. С тех пор твердотельные лазеры стали предметом не только научного, но и промышленного, бытового интереса, а самой активной областью исследований — создание лазеров, где в качестве рабочего тела используются керамические сплавы. Самые современные из них позволяют получить выходную мощность лазера более чем в 100 киловатт.

Широкому распространению керамических лазеров мешает дороговизна оборудования для производства «лазерной керамики», например для спекания компактов, полученных из водных суспензий нанопорошков исходных компонентов. А также — проблема контроля параметров оптической керамики для получения максимально точно прогнозируемого результата. Основные требования, которые предъявляют к керамическим оптическим материалам — оптическая однородность и прозрачность, так называемая «нулевая пористость» и пониженная дефектность структуры.

Авторы новой технологии предлагают изготавливать высокоплотную керамику с помощью электрофоретического — управляемого — осаждения слабоагрегированных наночастиц оксидов. Их получают методом лазерного испарения или электрического взрыва проводника из самостабилизированной суспензии в неводной среде, обработанной ультразвуком и последующим центрифугированием, а далее проводить спекание компакта. Концентрация наночастиц при этом должна быть в диапазоне от 0,1 до 10% веса.

Электрическое осаждение осуществляют при напряженности электрического поля и плотности тока, регулируемых в зависимости от необходимой толщины заготовки. При центрифугировании отделяется крупная фракция частиц, что уменьшает неоднородность плотности и дефектность компакта. Самостабилизированные в суспензии наночастицы под действием электрического поля осаждаются на электроде, формируя плотный однородный слой. Получается однородный по объёму компакт, в котором отсутствуют механические напряжения. С помощью данной технологии параметры «лазерной керамики» — оптическая однородность, прозрачность, «нулевая пористость», отсутствие дефектов — достигают необходимых значений при одновременном снижении затрат на производство. В свою очередь, это открывает широкие перспективы для применения «лазеров на керамике» как в бытовой сфере, сфере медицины — косметология, пластические операции, хирургические операции по улучшению зрения, промышленности — обработка материалов, производство дальномеров и целеуказателей, а также науке — исследованиях, накачке других лазеров.

Подробности новой технологии — в опубликованном патенте.

Бесплатная консультация эксперта