Техника - молодёжи 1988-07, страница 4

Этот «космический пейзаж» образован кристаллами, выросшими под воздействием лазерного луча.

Оживить лазером кристалл

(СИНЕРГЕТИКА И НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ)

Второе начало термодинамики неумолимо предрекает всемирный хаос — тепловую смерть Вселенной. Да и мы по собственному опыту знаем: если не прикладывать усилий, беспорядок вокруг нас растет...

К счастью, выяснилось, что в неустойчивых, взбаламученных, так называемых неравновесных средах энтропия (это мера беспорядка) может самопроизвольно уменьшаться. Иногда появляются столь сложные упорядоченные структуры, что их вполне можно сравнить по уровню организации с живой материей.

«Запретные» с точки зрения термодинамики процессы изучает возникшая совсем недавно, в 70-х годах, наука — синергетика. О некоторых ее конкретных приложениях, представляющих безусловный интерес для инженеров-технологов, рассказывают наши авторы.

Борис ЛУКЬЯНЧУК,

кандидат физико-математических наук, Николай КИРИЧЕНКО,

кандидат физико-математических наук

КТО ПОСТРОИЛ ТЕРЕМОК?

И вот наступил волнующий миг. Инфракрасный луч коснулся мертвой поверхности металла. Она зарделась, потом побелела, сделалась ослепительно яркой. Пышущее жаром вещество стало плавиться...

Это не строки из повести Алексея Толстого «Гиперболоид инженера Гарина». То, что произошло потом, гораздо фантастичнее художественного вымысла. Из расплава начал расти... дом. Сам по себе. Словно по волшебству.

Сначала появились внутренние перегородки. Прямо скажем, неважного качества: перекошенные стены с как попало набросанными дверными проемами. Волшебник забраковал свою работу... и все расплавилось.

Строительство неоднократно начиналось заново, инфракрасный джинн набирался опыта. И вот возникла сложная сегментарная структура, напоминающая то ли костную ткань, то ли (прибегнем к вольной аналогии) раскрытую книгу, вместо страниц у которой... батареи водяного отопления.

Дальше дело пошло быстрее. Невидимые каменщики уверенно возвели цилиндрическую внешнюю стену. Домик был почти готов. Осталось навесить крышу. Ее поставили куполообразную, такую, какие мы привыкли видеть на планетариях.

Но нет, не понравился кому-то подобный стиль. В мгновение ока полусфера исчезла. Вместо нее на конус «застелили» что-то вроде плоских пластин шифера. Получился весьма симпатичный теремок. Он, правда, маловат. Его диаметр порядка 1 мм (такова ширина луча углекислого лазера, которым ученые нагревали образец ванадия).

Кто же построил теремок? Да никто. Возник он, что называется, самопроизвольно, в одном из опытов, который был поставлен сотрудниками Института общей физики АН СССР.

Проследим, как проходил эксперимент.

Пластинку ванадия облучали СОг-ла-зером в различных газовых средах. Сначала в окислительной (атмосферный воздух), затем в восстановительной (аммиак).

На воздухе облучаемый металл начал интенсивно окисляться. И чем толще становилась окисная пленка, тем больше разогревался образец Дело в том, что металлический ванадии хорошо отражает инфракрасное излучение СОг-лазера, а его окисел — нет. Поднимается температура — ускоряется окисление. В свою очередь, еще больше тепловой энергии поглощается веществом. В конце концов пластинка не только окисляется, но и плавится.