Ученые УрФУ создали цифровой двойник наночастиц: будущее материалов теперь можно предсказать без опытов

Научная группа магнитодинамики сред с высокой проницаемостью Уральского федерального университета разработала цифровой двойник, позволяющий моделировать свойства наночастиц без длительных экспериментов.

Уральские ученые совершили прорыв в области материаловедения. Специалисты УрФУ и Уральского отделения РАН создали цифровую модель, способную предсказывать свойства магнитных наночастиц без проведения натурных опытов. Теперь, просто задавая исходные параметры в системе, исследователи могут мгновенно получать прогноз магнитных характеристик будущего материала.

Разработка уже прошла проверку и подтвердила свою точность при сравнении с реальными экспериментальными данными. Это избавляет ученых от многомесячных и даже многолетних лабораторных исследований, ускоряя создание новых функциональных материалов с настраиваемыми свойствами. Кроме того, модельный анализ помогает глубже понять природу тех или иных свойств частиц, открывая путь к принципиально новым разработкам.

Для получения наночастиц уральские ученые используют два передовых метода: электрический взрыв проволоки и лазерное испарение мишени. Эти технологии позволяют производить большие партии материала — до 400 и до 100 граммов соответственно. Примечательно, что в мире лишь около 8% всех наночастиц создаются такими методами, тогда как 90% получают с помощью химических реакций.

Магнитные наночастицы — материалы размером от 1 до 100 нанометров с уникальными магнитными свойствами — уже сегодня находят широкое применение в медицине. Их используют как контрастные агенты при МРТ и для адресной доставки противоопухолевых препаратов. В будущем такие частицы могут стать основой для имплантируемых гелей и материалов для электромагнитной защиты.