Научная статья на тему 'От фундаментальных исследований к разработке новых материалов и технологий'

От фундаментальных исследований к разработке новых материалов и технологий Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

CC BY
548
117
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Инновации
ВАК
RSCI
Область наук

Аннотация научной статьи по нанотехнологиям, автор научной работы — Шевченко Владимир Ярославович, Гусаров Виктор Владимирович, Данилевич Януш Брониславович, Жабрев Валентин Александрович

В статье представлены достижения Института химии силикатов в области фундаментальных и прикладных исследований, выполнения научно-технических и инновационных проектов в области нанотехнологий. Работы Института в области теоретического и экспериментального изучения наносостояния вещества находятся на уровне передовых мировых результатов химии, физики и биологии. Изучение химических и физических аспектов наноразмерного состояния вещества, структуры и свойств наночастиц осуществляется на базе Центра коллективного пользования по исследованию наночастиц, наноструктур, нанокомпозитов. Задачи практической реализации разработанных в Институте технологий решает Инновационно-технологический центр «Новые материалы и химические технологии».

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

From the basic research to develop new materials and technologies

The achievements of I. V. Grebenshcikov Institute of Silicate Chemistry RAS in the field of fundamental and applied researches, applied and innovative projects in the field of nanotechnologies are presented in the article. Fundamental works of the Institute in the field of theoretical and experimental studying nanostate became a break in modern chemistry and biolody. Investigations of chemical and physical aspects of substance nanosize conditions, structure and properties of nanoparticles is carried out on the basis of the Center of collective using on research of nanoparticles, nanostructures, nanocomposites. Innovative-technological center «New materials and chemical technologies» solves the problems of practical realization of the technologies developed in Institute.

Текст научной работы на тему «От фундаментальных исследований к разработке новых материалов и технологий»

ИННОВАЦИИ № 6 (116), 2008

От фундаментальных исследований

к разработке новых материалов и технологий

В. Я. Шевченко, директор ИХС РАН, академик

В. В. Гусаров,

чл.-корр. РАН

Я. Б. Данилевич,

академик

В. А. Жабрев, чл.-корр. РАН

Ордена Трудового Красного Знамени Институт химии силикатов им. И. В. Гребенщикова

Российской академии наук

В статье представлены достижения Института химии силикатов в области фундаментальных и прикладных исследований, выполнения научно-технических и инновационных проектов в области нанотехнологий.

Работы Института в области теоретического и экспериментального изучения наносостояния вещества находятся на уровне передовых мировых результатов химии, физики и биологии.

Изучение химических и физических аспектов наноразмерного состояния вещества, структуры и свойств наночастиц осуществляется на базе Центра коллективного пользования по исследованию наночастиц, наноструктур, нанокомпозитов.

Задачи практической реализации разработанных в Институте технологий решает Инновационно-технологический центр «Новые материалы и химические технологии».

Институт химии силикатов является ведущим институтом в области неорганической химии на Северо-Западе России.

В течение многих лет Институт решает проблемы разработки физико-химических основ создания новых неорганических и органо-неорганических материалов.

К основным достижениям Института в области фундаментальных исследований относится большой объем систематических исследований по синтезу оксидных соединений и твердых растворов на основе оксидов 1-1У групп, изучению механизма и кинетики их образования, фазовых соотношений, полиморфных превращений, в том числе сверхпроводящих соединений.

Эти данные обобщены в многотомных справочных изданиях «Диаграммы состояния систем тугоплавких оксидов». Кроме того, следует отметить работы:

The achievements of I. V. Grebenshcikov Institute of Silicate Chemistry RAS in the field of fundamental and applied researches, applied and innovative projects in the field of nanotechnologies are presented in the article.

Fundamental works of the Institute in the field of theoretical and experimental studying nanostate became a break in modern chemistry and biolody.

Investigations of chemical and physical aspects of substance nanosize conditions, structure and properties of nanoparticles is carried out on the basis of the Center of collective using on research of nanoparticles, nanostructures, nanocomposites.

Innovative-technological center «New materials and chemical technologies» solves the problems of practical realization of the technologies developed in Institute.

• по определению условии синтеза важнейших типов цеолитов из натриево- и калиево-алюмоси-ликатных гелеИ и изучение их адсорбционных характеристик;

• по синтезу и исследованию методами рентгеноструктурного анализа строения нанометровых полупроводниковых кластеров, образующихся в полостях цеолитов и придающих кристаллам уникальные электрофизические своИства;

• по изучению собственных и примесных дефектов и их влияния на фазообразование и электрические своИства оксидов элементов переменной валентности.

К другим важным достижениям можно отнести экспериментальное обнаружение и создание теории явления метастабильноИ несмешиваемости в стекло-

образующих системах, а также доказательство неоднородного строения однофазных стекол, разработку теоретических основ зарождения и роста кристаллов в объеме и на поверхности силикатных стекол, изучение диффузионной кинетики межфазных взаимодействий в стеклах и стеклообразующих расплавах.

В результате изучения зависимости термодинамических свойств систем тугоплавких оксидов от их химического состава и температуры сформулирована химическая концепция строения оксидных расплавов и стекол, позволяющая количественно описывать их термодинамические и физико-химические свойства.

Настоящим прорывом в современной неорганической химии стали фундаментальные работы Института в области теоретического и экспериментального изучения наносостояния вещества, направленные на познание основополагающих принципов создания наноструктур и наноматериалов.

Существенные успехи достигнуты в решении экологических проблем атомной энергетики и в создании новых функциональных материалов и покрытий.

Деятельность Института направлена на проведение научных исследований в соответствии с Приоритетными направлениями развития науки, технологий и техники, Перечнем критических технологий Российской Федерации, основными направлениями фундаментальных исследований РАН, утвержденными Президентом Российской Федерации.

Тематика основных направлений развития фундаментальных исследований ИХС РАН в настоящее время характеризуется многопрофильностью:

• исследования в области наночастиц, наноматериалов и нанокомпозитов на основе оксидных и гид-роксидных соединений;

• синтез новых неорганических веществ, исследование структуры и свойств высокотемпературных оксидных соединений, фазовые равновесия оксидных систем;

• изучение химической связи и химического строения, стеклообразное состояние вещества;

• разработка новых принципов и методов создания новых материалов и химических продуктов с улучшенными свойствами;

• химическая энергетика и экология.

Сохранена преемственность исторически сложившихся направлений при появлении новых, доступных к исследованиям только на современном уровне развития экспериментальной базы.

Академики В. Я. Шевченко, М. Г. Воронков, Я. Б. Данилевич, члены-корреспонденты РАН В. А. Жабрев и В. В. Гусаров в настоящее время возглавляют фундаментальные исследования по основным научным направлениям.

В Институте действуют две ведущие научные школы Российской Федерации: научная школа академика В. Я. Шевченко «Химия, биология и физика наноразмерного состояния» и научная школа академика Я. Б. Данилевича «Научные исследования и разработка электромеханических преобразователей энергии нового типа».

Научные подразделения Института выполняют фундаментальные и прикладные исследования в рам-

ках программ Президиума РАН, Отделения химии и наук о материалах (ОХНМ); Отделения энергетики, машиностроения, механики и процессов управления (ОЭММПУ), федеральных целевых и региональных программ, по грантам Президента РФ и Российского фонда фундаментальных исследований.

Институт издает журнал «Физика и химия стекла» (Physics and Chemistry of Glass). По рейтингу цитируемости журнал занимает одно из первых мест среди журналов Отделения химии и наук о материалах РАН. Англоязычную версию журнала покупают библиотеки крупнейших научно-исследовательских центров мира.

В Институте с 2004 года действует Центр коллективного пользования по исследованию наночастиц, наноструктур, нанокомпозитов (ЦКП ННН). Цель его создания заключается в объединении усилий российских исследователей в области изучения химических и физических аспектов наноразмерного состояния вещества, структуры и свойств наночастиц как основы создания наноматериалов и нанокомпозитов — нового поколения неорганических и органо-не-органических материалов для радиотехники, электроники, оптики, компьютерной техники и других наукоемких отраслей народного хозяйства.

Инновационно-технологический центр «Новые материалы и химические технологии» (ИТЦ НМ), созданный в 2002 году, позволяет решать многие задачи практической реализации разработанных в Институте технологий.

В 2005-2007 годах получены результаты, демонстрирующие значительные достижения в области наук о материалах по разделу: развитие теории химического строения и химической связи, кинетика и механизмы химических реакций,реакционная способность химических соединений, стереохимия, кристаллография.

В рамках ведущихся исследований свойств наносостояния академиком В. Я. Шевченко сформулировано определение наномира: «Наномир — это часть пространства, в котором из атомов путем самоорганизации формируется вещество, живое или не живое».

Академиком В. Я. Шевченко разработаны основные элементы геометрической концепции самоорганизации наночастиц, включающей в себя: внутреннюю кривизну пространства, локальный порядок (геометрический структурный комплекс), клеточный автомат, самоподобие, диалог вещества и информации.

В. Я. Шевченко сформулирован общий принцип формирования структур икосаэдрических алмазоподобных наночастиц, который может быть положен в основу концепции «неорганического гена». Показана возможность образования икосаэдрических углеродных наночастиц, локальное окружение атомов углерода в которых практически не отличается от алмаза.

Строение наноалмазов рассмотрено в рамках модели икосаэдрических наночастиц с локальным алмазоподобным порядком и оболочечным строением. Показано, что в углеродных наночастицах обратимые структурные превращения икосаэдрических частиц в частицы с оболочечным строением могут происходить без обрыва связей и нарушения их топологической целостности.

ИННОВАЦИИ № 6 (116), 2008

ИННОВАЦИИ № 6 (116), 2008

Рис. 1. Модель вируса папилломы: а — внутренний «каркас», б — внешняя упаковка из 72 пентамеров, в — вирус папилломы человека, реконструкция экспериментальных данных

С точки зрения развиваемых представлений нет принципиального различия в строении наночастиц биологического и неорганического типов (рис. 1).

В последние годы в отечественной и мировой энергетике возникли тенденции все большего дерегулирования централизованного энергоснабжения в усложняющихся условиях длительной эксплуатации физически и морально стареющего оборудования, отсутствия перспективных заказов на самые крупные машины, переноса внимания многих производителей на повышение надежности оборудования и проблемы энергосбережения. Все это делает актуальным развитие децентрализованных (автономных) энергоустановок малой мощности на возобновляемых источниках окружающей среды для обеспечения собственной энергетической и экологической безопасности и энергосбережения. Огромный потенциал таких источников как энергия воды, ветра, солнца, теплота ядра Земли, биомассы, в перспективе — водорода, а также достаточно энергоемких отходов промышленности и сельского хозяйства, сулящий полное энергетическое изобилие и решение экологических проблем, в настоящее время используется крайне незначительно, составляя менее 1% в мировом потреблении энергии.

Под руководством академика Я. Б. Данилевича осуществляется поиск новых научно-технических решений по переходу на альтернативные невозобновляемые источники высокой удельной плотности, создаются основы автономной энергетики повышенной эффективности и экологичности с использованием возобновляемых источников энергии (солнечные батареи, ветро- и приливные электростанции, переработка биомассы и т. д.) с запасанием и хранением энергии в виде водорода или высокоэффективных электрохимических источников тока, топливных элементов, суперэнергоемких накопителей энергии (аккумуляторы, конденсаторы), установок когенераци-онного типа.

Основу малых энергетических установок составляют новые материалы, разработанные в Институте с использованием нанотехнологий.

Спроектирована и создана модельная установка первой ветроэлектростанции (рис. 2) для комплекс-

ного производства электроэнергии (до 10 кВт), тепловой энергии и водорода (ветротурбина, генератор, система управления, электролизер, накопитель водорода). Выполнен комплекс исследований механических и электрофизических характеристик материалов, создаваемых на базе нанотехнологий и рекомендуемых к использованию при разработке электромеханических преобразователей энергии: электромеханических сталей и металлов для проводников с особой наноструктурой, роторных сталей с улучшенными механическими характеристиками, изготавливаемых с применением фуллеренов, композиционных материалов с включением нанотубулярных и других аналогичных структур, наноматериалов для высокоэнергетических постоянных магнитов, ферромагнитных жидкостей и прочее.

Значительные достижения получены в области синтеза и изучения новых веществ, разработки материалов и наноматериалов с заданными свойствами и функциями (полимеров и полимерных материалов, композитов, сплавов, керамик, продуктов биологического и медицинского назначения, оптических, сверхпроводящих, магнитных материалов и особо чистых веществ).

В лаборатории члена-корреспондента РАН В. В. Гусарова получены более десятка новых химических соединений со слоистой структурой. Экспериментально построены фазовые диаграммы около сотни оксидных систем, получены нанокристаллы, нанотрубки, нанослои, нановолокна различного состава и строения, определены механизмы формирования и трансформации наночастиц, изучены их свойства. Показано, что слоистые соединения с на-нометровой толщиной слоя можно рассматривать как новый тип структур, являющихся переходными от индивидуального химического соединения к гетеронаноструктуре и находящимися в состоянии безразличного равновесия.

Изучен механизм формирования нанотубуляр-ных гидросиликатов и разработаны физико-химические основы направленного синтеза нанотрубок в гидротермальных условиях. Разработан метод модифицирования поверхности нанотрубок обработкой различными химическими соединениями, позволяющий

Рис. 2. Ветротурбина типа Дарье, генератор на постоянных магнитах для ветроэлектростанции, применимой в городских условиях

получить нанокомпозиты с ценными механическими, люминесцентными и электрофизическими свойствами, перспективными для создания функциональных материалов.

Впервые исследована теоретически и экспериментально динамика образования неорганических гидросиликатных нанотрубок в вязкой жидкости (рис. 3).

Разработан метод синтеза нанокомпозитов, в которых органический и неорганический компоненты связаны химической связью, путем совместной гидролитической поликонденсации комплексов переходных металлов с органическими лигандами.

Получены материалы с высокой концентрацией и равномерным распределением активного компонента в химически инертной и прозрачной матрице (кремнезем). Композиты на основе комплексов меди и рутения обладают светочувствительностью (3-8)-10-3 см2/Дж, интенсивной люминесценцией в области 550-650 нм и перспективны для создания светочувствительных материалов электролюминесцентных устройств.

Член-корреспондент РАН В. А. Жабрев с сотрудниками разработал оригинальный метод синтеза легированного лантаном титаната висмута в расплаве нитрата калия из оксидов висмута и титана в присутствии хлорида лантана при 750-900°С. Метод позволяет обеспечить равномерное легирование ти-таната висмута лантаном, достичь которого в гидротермальных условиях синтеза или твердофазным методом не удается.

Для эффективного внедрения объектов интеллектуальной собственности Института по решению Ученого совета Института создан Инновационно-технологический центр «Новые материалы и химические технологии».

ИТЦ создан для внедрения результатов научноисследовательских работ прикладного характера в

-■ -з;

О - Ме = М£,

0-0Ре-Со,№

л - о, он _._

- - он

_- слой тетраэдров [81041 1^ _

_____- слой октаэдров [МеОб1р: = : = : = : = : = : = : = : = ::

Рис. 3

разработку новых химических технологий и производство материалов для машиностроения, приборостроения, здравоохранения, городского хозяйства и жилищного строительства.

Малые предприятия с помощью ИТЦ доводят научно-техническую разработку Института до малотоннажного производства. В течение ряда лет Институт занимался исследованиями в области направленной кристаллизации силикатных расплавов. ИТЦ совместно с инженерным центром «Шлаколит» разработал технологию изготовления строительных конструкций, используя направленную кристаллизацию металлургических шлаков. Были изготовлены опытные партии рельсовых вкладышей, тюбингов для метро, контейнеров для захоронения радиоактивных отходов и другой продукции.

При реставрации и строительстве многих сооружений, таких как Ростральные колонны, невские мосты, исторические здания города использованы органосиликатные композиции высокого качества и надежности, разработанные ИХС РАН.

В настоящее время ИТЦ НМ вместе с малыми предприятиями реализует разработки Института в мелкосерийном производстве растворителей, препаратов для экспресс-анализа минерального сырья, реагентов для флотационного извлечения металлов из руд и другие.

Институт внедрил объекты интеллектуальной собственности в ряде организаций:

• ОАО «Раменский приборостроительный завод» (изготовление опытной партии стеклоцемента (герметика));

• ООО «Промресурс» (разработка и выпуск опытной партии керамических фильтрующих элементов по прототипу заказчика);

• НПО «Радон» (стеклообразные матрицы для захоронения);

• ОАО «Московский завод «Сапфир» (герметики для соединения деталей из титана и сапфира);

• ОАО «Техприбор» (стеклокерамический материал для герметиков);

• ОАО «Торговый дом завода имени Морозова», ОАО НТЦ «Завод «Ленинец», ФГУП «По «Северное машиностроительное предприятие», ЗАО «ИзОТЕРМ», ФГУП ОКБ «Гидропресс», ОАО «Ратеп», ГУП «Альфа», Российский федеральный ядерный центр, Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики, ФГУП «НПО им. С. А. Лавочкина», Уфимское НПО «Молния», Новочебоксарский химкомбинат (опытные партии органосиликатных композиций);

• ГНЦ «ЦНИИ КМ «Прометей» (изготовление опытной партии стеклокомпозиций для сварочных электродов);

::шг:

іаТаі

ИННОВАЦИИ № 6 (116), 2008

ИННОВАЦИИ № 6 (116), 2008

• ФГПУ «Центральный научно-исследовательский институт автоматики и гидравлики» (ЦНИИ АГ) (разработка программного обеспечения компьютерных технологий изготовления индивидуальных биофункциональных имплантантов);

• ФГУП «Всероссийский институт авиационных материалов» (ВИАМ) (проведение технологических испытаний высокотемпературных стеклокристаллических матриц и изготовление композитов на их основе);

• ФГУП «Альфа» (ситаллоцемент СЦ50);

• Московский электроламповый завод, ОАО «Московская стеклотара» (опытная партия пресс-во-локнита на органосиликатном связующем).

ИТЦ в 2007 году проводил работу по хоздоговорам с широким кругом предприятий, в том числе с

Морозовским химическим заводом, НПО «Церта»,

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

ФГУП УНП «Молния» и др.

Институт имеет ряд новых оригинальных разработок, готовых к практическому применению.

Материалы и технологии водородной энергетики

• Разработан протонпроводящий гибридный мембранный материал. Золь-гель методом синтезированы органо-неорганические гибриды — сили-кофосфатные нанокомпозиты, которые могут быть превращены в тонкослойные мембраны двух типов для использования в полимер-электролит-ных топливных элементах. Протонпроводящий гибридный мембранный материал прошел испытания в Институте электрофизики УрО РАН.

• Разработана функциональная нанокерамика с высокой прочностью и трещиностойкостью. В гидротермальных условиях получены монофазные нанопорошки с узким распределением частиц по размерам. Функциональная нанокерамика использована на ФГУП ЦНИИ АГ и ООО «Промресурс».

• Синтезированы наноструктурированные оксидные пленки на основе оксидов олова и кадмия на керамических подложках. Созданы резистивные сенсоры с пленками из оксида олова, чувствительные к изменению парциального давления кислорода. Оксидные пленки из оксида кадмия рекомендованы для реализации на Смоленском ФГУП «Аналитприбор» в качестве оксидных электродов в твердых электролитах на основе оксидов циркония.

Нанобиокерамика и композиты на ее основе

• Созданы костнозамещающие имплантанты на основе пористых остеокондуктивных апатитси-ликатных материалов, предназначенные для нейрохирургии с целью восстановления костей черепа и различных отделов позвоночника. На разработанные имплантанты НИС-Р в трех модификациях получена лицензия № 64/2003-0022-0035. На базе ОАО «Экспериментальный керамический завод» организован участок мелкосерийного производства наборов биофункциональных имплантантов.

• Разработаны композиционные биофункциональ-ные материалы на основе самоотверждающейся матрицы и стекловидных кальцийфосфатных и силикатных наполнителей для применения в стоматологии. Совместно с НПФ «Элкор» разработан биоимплантант «Биосит-МХ», который разрешен к клиническому испытанию.

• Разработан метод синтеза наноразмерных орга-но-неорганических гибридных структур, компоненты которых связаны между собой химическими связями.

Синтез подобных структур осуществляется путем совместной гидролитической поликонденсации комплексов переходных металлов ^и2+, Бг3+, Yb3+) с неорганическими лигандами, содержащими триме-токсисилильные группы, тетраметоксисиланом. Этот метод позволяет распределять на молекулярном уровне в инертной матрице кремнезема или кварцевого стекла органические или неорганические вещества, обладающие интересными и перспективными фото-физическими или электрохимическими свойствами.

Опытная технология особо чистого кварцевого стекла

• Создано безгидроксильное, оптически однородное стекло КС-4В, с малыми потерями в ультра-филолетовой, инфракрасной и видимой части спектра, не содержащее газовых включений. Оно обладает повышенной радиационно-оптической устойчивостью. Создана опытно-промышленная установка, получены 4 патента РФ. Результаты работы переданы в НПО «Дальняя связь», Институт кварцевого стекла, ГОИ имени С.И. Вавилова и на Миасский машиностроительный завод.

Опытная технология пористых стекол

• Подготовлены инновационные предложения по опытной технологии производства пористых стекол и керамики для осмотической водоочистки промышленных вод, на материалы на основе алюмо-магниевой шпинели и алюмосиликатов с открытой пористостью. Полученные материалы могут быть использованы для фильтрации агрессивных веществ и соединений при высоких температурах.

Температуроустойчивые покрытия, клеи, герметики

• Разработана высокотемпературная органосиликатная композиция на основе угоплавких оксидов ОС-52-24 для тензометрии, предназначенная для изготовления и наклейки высокотемпературных тензорезисторов для измерения статических и динамических деформаций в интервале температур от -40 до 1100°С. Тензорезисторы, изготовленные на органосиликатном связующем прошли испытания в новейших теплоэнергетических установках, двигателях внутреннего сгорания авиационной техники на ФГУП ММПП «Салют» ФГУП «НПО им. Лавочкина», в Уфимском НПО «Молния».

• Клеевые швы и покрытия обладают высокой стойкостью к термоударам, высокой вибропрочностью и влагостойкостью. Созданы пасты для термо-, влаго- и электроизоляционной защиты прецизионных проволочных резисторов, элементов нагревателей и кабелей, обладающие высокой устойчивостью к термоокислительной деструкции при нагревании на воздухе до 300°С, выдерживая не менее 10 циклов теплосмен от -60 до 300°С.

• Созданы силикатные каталитические покрытия для полупроводниковых газовых сенсоров. Разработанные каталитические покрытия служат для активации процесса взаимодействия тестируемого газа с газочувствительным резистивным слоем и повышения чувствительности газового сенсора. Покрытия формировались на основе гидролизованного тетраэтоксисилана с добавками до-пирующих элементов (платины, палладия или марганца) золь-гель методом с последующей обработкой. Изготовленные сенсоры обладают чувствительностью к СО 10-4 мг/л уже при 50-100°С (вместо 350-400°С), что в 1,5-2 раза улучшает надежность работы и срок службы сенсора. Технология разработанных каталитических покрытий использована в технологическом процессе изготовления полупроводниковых газовых сенсоров на моноокись углерода и метан в ЗАО «Авангард-Микросенсор».

• В Институте созданы гибкие стеклокерамические покрытия на основе гидролизованного тетраэток-сисилана с добавками тугоплавких оксидов на провода и термоэлектродные сплавы, отвечающие требованиям эксплуатации в условиях атомных электростанций. Покрытия прошли испытания в ФГУП «ВНИИ Метрологии им. Д. И. Менделеева».

• Разработаны гибридные органо-неорганические покрытия, содержащие бор и гадолиний в качестве диффузантов, на основе которых получены тонкостенные кремниевые мембраны повышенной прочности. Технология использована в ЗАО «Авангард-Микросенсор».

Разработки для малой энергетики

• Разработаны конструкции микротурбогенераторов с возбуждением от постоянных магнитов для локальных нужд малой энергетики широкого ряда мощностей от 400 кВт до 5 МВт и в диапазоне частот вращения от 4500 об/мин до 30000 об/мин.

• Изготовлены и успешно испытаны синхронные генераторы мощностью 200 кВт для каталитической ТЭС, передвижных установок, а также быстроходный генератор мощностью 50 кВт с частотой вращения 15000 об/мин для газотурбинных установок.

• Спроектирована и создана модельная установка первой ветроэлектростанции для комплексного производства электроэнергии, тепловой энергии и водорода с использованием нанотехнологий,

выполненная для работы в городских условиях, в том числе на крышах зданий.

Решение экологических проблем

• Разработана опытная технология разделительных мембран на основе пористых стекол. Разделительные мембраны могут использоваться в установках по очистке бытовых и промышленных вод, регенерации продуктов жизнедеятельности человека, в медицинских установках «искусственная почка» для коррекции ионного состава. Мембраны использованы в ГУП «Водоканал».

• Синтезировано из оксидов в наноразмерном состоянии соединение с туннельной структурой К2Са2Т16016, обладающее высокой каталитической активностью.

• Соединение является эффективным катализатором, обеспечивающим 90%-е окисление СО до СО2 при 250°С. Материалы на основе этого соединения перспективны для нейтрализации и очистки атмосферы от токсичных продуктов неполного сгорания углеводородов и использования в ряде отраслей химической промышленности.

• Разработана опытная технология керамических диафрагм на основе алюмосиликатов. Пористые диафрагмы трубчатой формы предназначены для эксплуатации систем по очистке воды в ядерноэнергетических установках Сосновоборской АЭС.

• Разработана концепция нового класса функциональных материалов — опытно-промьшленная технология жертвенных материалов для устройства локализации расплава активной зоны при тяжелых авариях ядерных реакторов. Впервые в мире в соавторстве с сотрудниками НИТИ им. А. П. Александрова был разработан, прошел экспертизу МАГАТЭ и внедрен при строительстве в Китае и Индии атомных электростанций нового поколения с повышенным уровнем безопасности новый функциональный материал для устройства локализации расплава активной зоны ядерного реактора. При изучении взаимодействия расплава активной зоны ядерного реактора с функциональным материалом теоретически предсказан и экспериментально подтвержден новый тип горения материалов, названный жидкофазным горением.

Научные и практические разработки нашли отражение в российских и международных выставках, в которых Институт регулярно участвует: «ЭКСПО-ХИМИЯ», международный промышленный форум «Российский промышленник», международная выставка-конгресс «Высокие технологии. Инновации. Инвестиции».

В последние годы Институт инициировал и организовал проведение ряда международных конференций «Геометрия, информация и теоретические основы наномира» (2007), «Наночастицы, наноструктуры и нанокомпозиты» (2004), «Структурная химия частично упорядоченных систем, наночастиц и нанокомпозитов» (2006).

ИННОВАЦИИ № 6 (116), 2008

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.