gh ДЫРЯВАЯ КЕРАМИКА

Не прав был незабвенный Остап, называя в числе самых бесполезных понятий "мертвого осла уши" и "дырку от бублика". Если первое с блеском употребил Пелевин в произведении литературном, то второе, как выяснили российские ученые из НИИ физики Ростовского ГУ, может сыграть огромную роль в мире вполне материальном. При поддержке РФФИ и Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере они придумали и сделали уникальный материал - пористую керамику. Оказалось, что нужное количество дырок нужного размера и формы позволяет резко улучшить качества материала, из которого делают преобразователи УЗИ-аппаратов для медицинской диагностики. А значит - поставить диагноз с помощью портативного прибора в случаях, с которыми раньше могли справиться только мощные стационарные аппараты.

Важнейший элемент любого аппарата для УЗИ-диагностики - это так называемый пьезоэлектрический преобразователь. От свойств этого преобразователя зависит главное - на какой глубине в теле пациента можно будет рассмотреть объект, какого размера и с какой точностью. Ведь одно дело - определить, например, пол будущего ребенка, и совсем другое - разглядеть, скажем, новообразование размером в несколько миллиметров.

При прочих равных условиях возможности аппарата для медицинской УЗИ-диагностики определяются свойствами материала, из которого сделан его пьезопреобразователь, вернее, та самая пластина, колебания которой сначала генерируют ультразвук, а потом ловят его отражение. Ведь именно эта, отраженная волна позволяет получить информацию об объекте, от которого она отразилась в теле пациента, увидеть на экране изображение этого объекта и поставить диагноз.

Традиционно пьезоэлектрические преобразователи для УЗИ-диагностики делают из керамики. Как правило, это либо сплошная однородная керамика, например, твердый раствор цирконата-татаната свинца, либо композиционные материалы на ее основе, когда в матрице одного вещества заключены частицы другого.

Принципиально новый подход предложили сотрудники НИИ физики Ростовского государственного университета. Под руководством кандидата физ.-мат. наук Евгения Цихоцкого они разработали пьезоматериалы на основе пористой керамики. В преобразователях, сделанных по ростовской технологии, в матрице из традиционного цирконата-титаната свинца будут включены не зерна какой-то другой керамики или, например, полимера, а те самые, образно говоря, дырки от бублика - пустоты или поры.

Разумеется, сделать такой материал - это посложнее, чем, например, пористую шоколадку. Во-первых, ученым пришлось провести сложнейшие математические расчеты, чтобы определить, какого размера и формы должны быть поры, сколько их должно быть и как они должны быть расположены. От этих параметров напрямую зависят пьезоэлектрические свойства такой пористой керамики - могут улучшиться, причем в заданном направлении, а могут и ухудшиться, а то и вообще пропасть. Во-вторых, определив оптимальные параметры пористости, нужно было научиться синтезировать керамику, пронизанную порами "по плану".

И то, и другое исследователям из группы Е.С.Цихоцкого удалось, хотя о технических подробностях они пока умалчивают - эту информацию они сейчас патентуют. Кроме того, новые материалы, по мнению авторов, можно еще улучшить. Зато о результатах исследования своей пористой керамики рассказывают охотно.

"Применив в конструкциях аппаратов УЗИ-диагностики нашу пористую пьезоэлектрическую керамику, можно будет в полтора раза повысить их чувствительность и разрешающую способность, - говорит ведущий научный исполнитель проекта кандидат химических наук Валерий Смотраков. - А это означает, что с применением портативных аппаратов УЗИ можно будет проводить те обследования, для которых сегодня необходимо применение аппаратов, существенно более высокого класса - стационарных. Если сегодня портативный сканер обеспечивает разрешение 3.5-5 мм, то с применением преобразователей нового типа на базе пористых керамик разрешение будет не хуже 2 мм".

Правда, до аппаратов с новыми преобразователями довольно далеко. Свойства полученного пьезоматериала, по мнению авторов, можно еще улучшить. Однако уже к концу этого года первые опытные образцы ультразвуковых датчиков из пористой керамики, планируют ученые, уже будут сделаны.

***