Аннотация результатов, полученных в 2024 году
Экспериментально зафиксировано возникновение Скин-эффекта при электрическом пробое длительностью 1 … 2 мсек и напряженности электрического поля 1,6 кВ/см над поверхностью полимерных нитей и после пробоя оплавление наноостровков алюминия толщиной до 400 нм, но при этом полимерная нить не перегорает. Можно предположить, что возникновение низкополевой эмиссии электронов на длинных волокнах соединений углеродных бензольных колец при импульсном воздействии напряжения через наноостровки (нанокапли) алюминия (при импульсном воздействии) приводит к созданию плазмы и формированию надповерхностного высопроводящего состояния (НПВПС), которое облегчает появлению высоэергетических электронов при приложенном высоком электрическом напряжении, способных заменить затравочные космические лучи. Следует отметить, при сформировании над поверхностью нити высопроводящего состояния (НПВПС) в виде плазмы сохраняет её и она не перегорает. Это состояние аналогично явлению аномального роста проводимости при Е>Ес, которое было названо "быстрым переносом заряда" при микропробоях на убегающих электронах (МПУЭ) в высотных разрядах. Экспериментально установлено, что пробой нити из волокон арамида с нерегулярными цепочками наноостровков алюминия в комнатных условиях составляет 1,6 кВ/см, которое даже меньше, чем необходимое для пробоя на убегающих электронах - 2,16 кВ/см. Меньшее напряжение пробоя повлияло на уменьшить длины экспоненциального нарастания лавины убегающих электронов с теоретической длины 50 м до 30 м. Для справки, при давлении 1 атм пороговое поле для обычного пробоя составляет 20 … 30 кВ/см. Показано, что нити из волокон арамида с наноостровками алюминия размером 10 … 1000 нм могут обладать свойствами метаматериалов и оценка значения плазменной частота для исследуемого метаматериала составляет 1 … 10 ТГц. Можно предположить, что сформированные метаматериалы из фракталов из наноостровков алюминия на полимерной нити из волокон арамида являются источником высокоэнергетических затравочных быстрых электронов для реализации пробоя на убегающих электронах в лабораторных условиях при длине нити 30 м и напряженности электрического поля 30 кВ/м. Полученные экспериментальные данные указывают на возможность существования на фракталах метаматериалов обращенных эффекта Допплера и излучения Черенкова-Вавилова и, в частности, при наблюдении оптического излучения высотных разрядов «Спрайта» («Красные эльфы» - «Red Sprite»). Кроме того, возникает вопрос - о возможности создания «природоподобных фракталов на метаматериалах» и проведения исследований механизмов высотных разрядов в лабораторных условиях на Земле при использовании фракталлов из нанокапель алюминия на поимерных достаточно длинных нитях – 30 м и более, вплоть до 3 км.

Аннотация результатов, полученных в 2025 году
На заключительном этапе 2 (2025 г.) научного проекта проанализированы публикации, в которых указано на возможность низкополевой эмиссии различных полупроводниковых и полимерных материалов при размерах нанозёрен или наноострий, примерно, 20 … 30 нм, и проведены эксперименты для демонстрации наличия низкополевой эмиссии у полимерных нитей с наноостровковым гетероструктурным покрытием из алюминия. Можно предположить, что возникновение низкополевой эмиссии электронов на длинных волокнах соединений углеродных бензольных колец при импульсном воздействии напряжения через наноостровки (нанокапли) алюминия (при импульсном воздействии) приводит к созданию плазмы и формированию надповерхностного высопроводящего состояния (НПВПС), которое облегчает появление высоэергетических электронов при приложенном высоком электрическом напряжении, способных заменить затравочные космические лучи. Следует отметить, при сформировании над поверхностью нити высопроводящего состояния (НПВПС) в виде плазмы сохраняют волокна и она не перегорает. Это состояние аналогично явлению аномального роста проводимости при Е>Ес, которое было названо "быстрым переносом заряда" при микропробоях на убегающих электронах (МПУЭ) в высотных разрядах. Экспериментально установлено, что пробой нити из волокон арамида с нерегулярными цепочками наноостровков алюминия в комнатных условиях составляет 1,6 кВ/см, которое даже меньше, чем необходимое для пробоя на убегающих электронах - 2,16 кВ/см, что может повлиять на уменьшение длины экспоненциального нарастания лавины убегающих электронов с теоретической длины 50 м до 30 м. Для справки, при давлении 1 атм пороговое поле для обычного пробоя составляет 20 … 30 кВ/см. Экспериментально зафиксировано возникновение Скин-эффекта при электрическом пробое длительностью 120 мсек и напряженности электрического поля 1,6 кВ/см над поверхностью полимерных нитей и после пробоя оплавление наноостровков алюминия до толщины 40 нм, но при этом полимерная нить не перегорает. Показано, что нити из волокон арамида с наноостровками алюминия размером 10 … 1000 нм могут обладать свойствами метаматериалов и оценка значения плазменной частота для исследуемого метаматериала составляет 1 … 10 ТГц. Все запланированные пункты работы по проекту выполнены в полном объеме: - Проведен аналитический обзор современной научно-технической, нормативной, методической литературы и публикаций в области низкополевой эмиссии полимерных пленок; - Разработаны программы и методики испытаний по изучению возникновения низкополевой эмиссии полимерных нитей с наноостровковой топологий наногетероструктур металла при воздействие микроразряда; - Полимерные нити с наноостровковой топологий наногетероструктур металла подготовлены к измерениям для изучения возникновения низкополевой эмиссии при воздействие микроразряда; - На электронном микроскопе проведены исследования поверхности полимерных нитей с наноостровковой топологий наногетероструктур металла до и после возникновения низкополевой эмиссии при воздействие микроразряда; - Проведен анализ возможных вариантов возникновения низкополевой эмиссии полимерных нитей с наноостровковой топологий наногетероструктур металла при воздействие микроразряда ; - Изучены на электронном микроскопе концы полимерных нитей с наноостровковой топологий наногетероструктур металла после возникновения низкополевой эмиссии при воздействие микроразряда; - Выявлены условия возникновения низкополевой эмиссии полимерных нитей с наноостровковой топологий наногетероструктур металла при воздействие микроразряда; - разработка рекомендаций и предложений по использованию полученных результатов для полимерных нитей с наноостровковой топологий наногетероструктур металла, а также в дальнейших исследованиях и разработках. На заключительном этапе 2 результаты исследований опубликованы в 4 статьях в научно-технических журналах, входящих в информационные базы РИНЦ, «Белый список», Перечень журналов ВАК и в международные информационные базы: - Scopus:: 1. Мальцев П.П. Взаимодействие электромагнитного излучения с металлическими фрактальными кластерами. Часть 1. Скин-эффект в полимерных нитях с металлическими фрактальными кластерами. // Фотоника. 2025, Том 19, №1. - С. 14 – 27. 2. Мальцев П.П. Взаимодействие электромагнитного излучения с металлическими фрактальными кластерами. Часть 2. Взаимодействие оптического излучения с металлическими фрактальными кластерами.// Фотоника. 2025, Том 19, №2. - С. 102 – 115. - Chemical Abstract: 3. Мальцев П.П., Ганжа А.А., Павлов В.Ю., Михалев А.О., Козлитин А.И., Сарайкин В.В. Галиев Р.Р. Влияние размеров наноостровков алюминия во фрактальных кластерах на низкополевую эмиссию электронов. // Нано- и микросистемная техника. 2025, Том 27, № 3. - С. 81-89. 4. Михалев А.О. Скин-эффект в полимерных нитях с фрактальными кластерами алюминиевых наноостровков. // Нано- и микросистемная техника. 2025, Том 27, № 4. - С. 173-177. На заключительном этапе 2 сделаны 2 доклада на национальной научно-технической конференции с международным участием «Перспективные материалы и технологии» («ПМТ - 2025»): 1. Мальцев П.П., Ганжа А.А., Михалев А.О., Галиев Р.Р., Павлов А.Ю., Павлов В.Ю., Козлитин А.И., Сарайкин В.В. «Влияние размеров фракталов из наноостровков алюминия на напряжение пробоя кластеров.» // Сборник докладов Национальной научно-технической конференции с международным участием «Перспективные материалы и технологии» («ПМТ - 2025»), 07-12 апреля 2024, РТУ МИРЭА, Москва. Ссылка на программу конференции: https://cloud.mail.ru/public/rCJQ/yMHbZ3Q4t 2. Михалев А.О. «Расчет толщины скин-слоя в полимерной нити с наноостровками алюминия.» // Сборник докладов Национальной научно-технической конференции с международным участием «Перспективные материалы и технологии» («ПМТ - 2025»), 07-12 апреля 2024, РТУ МИРЭА, Москва. Ссылка на программу конференции: https://cloud.mail.ru/public/rCJQ/yMHbZ3Q4t