11 марта петербургские кристаллографы сообщили о новом семействе оксоборатов — материалов для оптики, способных сохранять структуру примерно до 1200 °C. Это не готовая деталь для лазера, а важный лабораторный шаг: у таких кристаллов можно настраивать свойства под ультрафиолет, сенсоры и приборы, работающие при сильном нагреве.
Что именно сделали в Петербурге
Речь идет о новом семействе боратов с формулой Ca6Ln12O9(BO3)10, где Ln — редкоземельный элемент от лантана до гадолиния. Как сообщил «Коммерсантъ» 11 марта 2026 года, работу выполнили кристаллографы СПбГУ вместе с коллегами из НИЦ «Курчатовский институт», ПИЯФ и Института химии силикатов имени И. В. Гребенщикова.
Для неспециалиста главное здесь не длинная формула, а сочетание двух качеств. Материал проявляет нелинейно-оптические свойства и при этом выдерживает экстремальный нагрев. Такие свойства интересны для твердотельных лазеров, люминофоров, пьезоэлектриков, аналитической аппаратуры и оптических компонентов, которым приходится работать там, где обычные материалы быстрее теряют стабильность.
Почему температура стала центральной интригой
В публикации Inorganic Chemistry Communications указано, что термическое поведение соединений изучали методом высокотемпературной порошковой рентгеновской дифракции в диапазоне от 30 до 1200 °C. Соединения сохраняли термическую стабильность примерно до 1200 °C, а около 1000 °C проходили обратимый переход «порядок — беспорядок» в кристаллической структуре.
У разных представителей семейства отличалась температура плавления: от 1198 °C для соединения с лантаном до 1306 °C для соединения с гадолинием. Это показывает, что редкоземельный элемент в формуле — не декоративная замена, а ручка настройки свойств материала.
Как кристалл работает со светом
Нелинейная оптика нужна там, где материал не просто пропускает свет, а меняет параметры излучения. Один из важных эффектов — генерация второй гармоники: например, когда кристалл помогает получить свет с другой частотой. По данным Inorganic Chemistry Communications, у новых оксоборатов интенсивность такого сигнала растет в ряду от празеодима к гадолинию.
Еще один параметр — ширина запрещенной зоны. Для этой серии она меняется от 3,8 эВ у европийсодержащего соединения до 6,0 эВ у гадолиниевого. Верхняя граница выводит материал к ультрафиолетовому диапазону, поэтому в перспективе такие кристаллы интересны для УФ-оптики, сенсоров и специализированных лазерных систем.
От случайной находки к серии соединений
История открытия началась почти лабораторно-детективно. «Коммерсантъ» пишет, что новый монокристалл выделили из промежуточной смеси при изучении уже известных боратов. После расшифровки структуры и формулы исследователи уже целенаправленно синтезировали серию соединений, меняя редкоземельный элемент.
В научной статье уточняется, что образцы получали методом высокотемпературного твердофазного синтеза. В структуре есть слои полиэдров с кальцием и редкоземельными элементами, а также треугольники BO3 в каналах. Именно эта «канальная» архитектура делает материал интересным не только для оптики, но и для дальнейших исследований ионно-обменных свойств.
Где в Петербурге это проверяли
Исследование выполнялось на оборудовании Научного парка СПбГУ: в ресурсных центрах «Рентгенодифракционные методы исследования», «Геомодель» и «Оптические и лазерные методы исследования вещества». На сайте Научного парка СПбГУ указано, что рентгенодифракционный центр занимается методическим и научным обеспечением исследований вещества на основе рентгеновской дифракции и работает с задачами материаловедения, физики и химии твердого тела.
Для Петербурга это важная деталь: такие работы не висят в абстрактном «университете вообще», а опираются на конкретную городскую инфраструктуру. Кафедра кристаллографии СПбГУ относится к Институту наук о Земле; на официальной странице кафедры указан адрес: переулок Декабристов, 16. Там же описана образовательная программа «Структурная минералогия и материаловедение», связанная с кристаллохимией, рентгенографией и оптическими методами изучения кристаллов.
Кому полезно следить за этой темой
Промышленного продукта из новых оксоборатов пока нет, и это важно не перепутать с рекламой готовой технологии. Сейчас ценность работы — в том, что ученые описали семейство соединений, измерили термостойкость, оптические параметры и структурные переходы. Дальше такие данные могут использовать разработчики лазерных систем, аналитических приборов и материалов для экстремальных условий.
- студентам и абитуриентам стоит смотреть на эту тему как на пример современной кристаллографии в СПбГУ;
- инженерам оптического профиля — как на задел для термостойких НЛО-материалов;
- городским читателям — как на понятный пример того, зачем Петербургу научные парки и дорогое измерительное оборудование.
Если коротко, петербургская новость не про «волшебный кристалл», который завтра поставят в каждый прибор. Она про более редкую вещь: материал, у которого одновременно есть оптическая активность, настраиваемость состава и способность переживать температуры, сравнимые с жаром промышленной печи.