Направления Института

На основе теоретических и экспериментальных исследований установлено, что объекты материального мира в наноразмерном состоянии (в диапазоне от 1 до 100 нанометров) обладают специфическими свойствами, что позволяет выделить их как независимую часть природы, отличающеюся от известных макромира и микромира. Установлены общие принципы строения различных объектов наномира, включающие в себя парадигму "строительных блоков", описание с использованием неэвклидовой геометрии (приближение искривленного пространства) и локально–минимальных многообразий, а также возможность когерентного соединения частиц, характеризующихся различными (несовместимыми в кристаллах) элементами симметрии.

Методами гидротермального синтеза, золь-гель технологии с использованием механохимического активации и принципиально новых прекурсоров получены наноразмерные порошки оксидов циркония, алюминия, кремния и ортофосфатов РЗЭ с регулируемой морфологией и размерами. Разработан метод синтеза наногибридных органо-неорганических структур, в которых органический и неорганический компоненты объединены химической связью. Золь-гель методом синтезированы органо-неорганические гибриды – силикофосфатные нанокомпозиты, которые могут быть превращены в тонкослойные мембраны для использования в полимер – электролитных топливных элементах.

В исследованиях наночастиц, наноструктур и нанокомпозитов принимают участие лаборатория исследования наноструктур (руководитель – академик Шевченко В.Я.), лаборатория химического синтеза наночастиц и нанокомпозитов (руководитель – д.х.н. Химич Н.Н.).

В последние годы разработаны оптимальные условия формирования микрооптических элементов путем лазерного спекания заготовок из пористых стёкол, Обнаружена зависимость высоты максимума интенсивности рассеяния видимого света пирофосфатными стёклами от величины температурного градиента, возникающего на образце стекла после резкого подъёма температуры в интервале стеклования.

В этом направлении работают лаборатория строения и свойств стекла (руководитель – д.х.н. Голубков В.В.) и лаборатория физической химии стекла (руководитель – д.х.н. Антропова Т.В.).

Разработана технология органо-неорганических тонкослойных покрытий многоцелевого назначения для применения в микроэлектронике, электротехнике, энерге-тике, созданы новые органосиликатные покрытия, композиции, клеи, герметики, ситаллоцемент для герметичного соединения композиций, установлена зависимость значений магнитных характеристик (начальной и максимальной магнитной проницаемости) аморфных сплавов от параметров закалки металлорасплава (коэффициент теплообмена между лентой сплава и диском-холодильником и температурой схода ленты с диска).

В последние годы разработан метод синтеза наноразмерных порошков смешанных титанатов бария и стронция посредством химических реакций в оксидных расплавах, созданы функциональные покрытия для углеграфитовых материалов.

В этом направлении работают лаборатория кремнийорганических соединений и материалов (руководитель – академик Воронков М.Г.) и лаборатория неорганического синтеза (руководитель – д.х.н. Шилова О.А.)

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 когенерационного типа.

Создается модельная установка первой ветроэлектростанции для комплексного 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.

Разрабатывается технологии беспламенного горения угольного топлива с применением СВЧ-излучения.