Пермский гидрогель предотвратит потерю сигнала в оптоволокне
Специалисты Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) сообщили о создании специального гидрогеля, который, как утверждается, предотвращает потери сигнала в оптоволоконных линиях. Гель состоит из плавленого кварца и щёлочи и используется для соединения волоконных линий. О разработке рассказали в пресс-службе учебного заведения.
«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», — говорится в сообщении.
В ПНИПУ пояснили, наконечники соединителей изготавливаются из кремнезема (плавленого кварца). Такой материал производителем выбран из-за его высокой механической и химической стойкости, поэтому он может быть задействован в работе оптоволокна даже при очень высоких температурах — вплоть до 300°С. К сожалению, полимерные клеи не выдерживают таких термических нагрузок. Детали можно соединять путём лазерной сварки, однако это очень затратный и трудоёмкий процесс, когда речь заходит о массовом производстве. Именно поэтому сейчас учёные ищут оптимальные компоненты для 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.
Разработанный специалистами Пермского политеха метод уже опробован на практике. Раствор гидроксида натрия наносили на соединитель со вставленным в него оптическим волокном. После этого конструкцию помещали в термостат на один день, температура в котором находилась в пределах 90°С. На завершающем этапе соединитель подвергали воздействию температуры в 250°С в течение 15 минут.
«Это привело к образованию непрерывной ячеистой структуры, которая прочно закрепила оптическое волокно в наконечнике», — отметили в ПНИПУ.