Гидрогель для оптоволокна, предотвращающий потерю сигнала, разработали в Перми

Ученые Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) разработали гидрогель из плавленого кварца и щелочи, соединяющий волоконные линии и предотвращающий потерю сигнала при использовании оптоволокна. В пресс-службе вуза рассказали об этом.

"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", - сообщили в университете.

Наконечники соединителей изготавливают из плавленого кварца (кремнезема) из-за его высокой химической и механической стойкости, по словам ученых. В работе оптоволокна при повышенных температурах вплоть до 300 градусов Цельсия используют его. При таких температурах является невозможным применять полимерные клеи. Кварцевые детали также можно соединять с помощью лазерной сварки, но это затруднительно при массовом производстве. Таким образом, сейчас изучаются различные способы соединения волоконных линий и наконечника с использованием химических составов, при высоких температурах которые будут стабильны.

"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", - сказала Марина Красновских научный сотрудник лаборатории рационального природопользования и природоподобных технологий ПНИПУ, кандидат технических наук.

Ученые проверили на практике этот метод крепления. Раствор гидроксида натрия наносили на соединитель со вставленным в него оптическим волокном, помещали в термостат при температуре 90 градусов на один день, а затем подвергали термообработке при 250 градусах в течение 15 минут. "Это привело к образованию непрерывной ячеистой структуры, которая прочно закрепила оптическое волокно в наконечнике", - сообщили в ПНИПУ.

Было выполнено исследование пермских ученых в рамках программы стратегического академического лидерства "Приоритет 2030", обладателем гранта которой в размере 100 млн рублей ПНИПУ стал в 2021 году. В журнале Glass and ceramics за 2024 год опубликованы результаты работы ученых.

"Приоритет 2030" является самой масштабной в истории России программой государственной поддержки и развития высших учебных заведений, нацелен он на формирование к 2030 году в России более 100 прогрессивных современных университетов, которые станут центрами научно-технологического и социально-экономического развития страны. Комиссия Минобрнауки РФ в программу "Приоритет 2030" включила всего 106 вузов из 49 городов страны, 60% из них составляют региональные университеты.