Продукция НОЦ Нанотехнологии ДВФУ

К числу решаемых в настоящее время опытно-экспериментальных задач относится создание производства режущего инструмента нового класса по технологии спекания пластин в разряде плазмы. С целью развития НОЦ по данному направлению и формирования наноиндустриальной кооперации в 2008 г. подписано соглашение с Центральным научно-исследовательским институтом конструкционных материалов «Прометей» (Санкт-Петербург), являющейся головной организацией в структуре ННС по отраслевому направлению «конструкционные материалы».

Другими перспективными для развития наноиндустрии являются также ряд других научных направлений, развиваемых в НОЦ «Нанотехнологии» университета совместно с творческими коллективами институтов Дальневосточного отделения РАН. К их числу относятся, к частности следующие направления:

· разработка технологии получения стеклометаллокомпозита для высокопрочных оболочек глубоководных аппаратов, имеющих принципиально новые свойства плавучести и открывающих, таким образом, уникальные возможности развития океанотехники (высокая прочность стеклянного слоя обусловлена его наноструктурой, состоящей из элементарных тетраэдров; стеклянный слой из силикатного стекла может достичь прочности, разной 10,4 ГПа, что в 10 раз превышает прочность титанового  сплава);

· получение нано бетонов с повышенными механическими свойствами на основе использования отходов борно-кислотных производств (модифицированного борогипса);

· разработка нового типа бетонов с повышенной морозостойкостью) на основе нанодобавок (фуллеренов) для гидротехнических сооружений, эксплуатируемых в условия дальневосточных и северных морей;

· развитие нового метода получения биосовместимых нанокомпозитов (гибридная окись кремния с полимерной основой) для биомедицины (в частности, хирургические скальпели нового поколения с уникальными механическими свойствами и совместимостью с биоматериалами) и биотехнологий (биокатализаторы, биосенсоры к др.);

· утилизация гидролизных лигминов с получением абсорбентов для эффективной очистки жидких и газообразных продуктов;

· разработка процессов безотходной переработки ильменитовых концентратов с получением белых пигментов (Т102) и красных пигментов (на основе оксидов железа) на основе нанотехнологий для лакокрасочных производств;

· создание наноструктурированных фторидных оптических материалов нового поколения для ИК-фотоники;

· формирование углеродных наноструктур в водородной плазме;

· развитие методов компьютерного материаловедения (в том числе подходов многомасштабного моделирования) для описания структуры и свойств наноматериалов, в том числе их электрофизических параметров;

· развитие комплекса физико-химических экспериментов по исследованию наноструктурированных материалов и процессов на поверхности;

· разработка систем нанодиагностики конструкционных материалов и др.

Разработана структурно-механическая модель кинетики разрушения, устанавливающая зависимость между нано- и микрохарактеристиками сопротивляемости материала развитию трещин

Разработана расчетная схема алгоритма оценки продолжительности зарождения и развития микротрещины при поличастотном нагружении на основе комплексного критерия

Разработан экспериментально-аналитический метод определения остаточного ресурса сварных соединений, экспериментальное определение характеристик организации структуры металла при развитии усталостных трещин,  экспериментальное определение характеристик механических свойств в области малых и больших пластических деформаций

Получение многослойных углеродных нанотрубок с высокими физико-химическими и технологическими свойствами с помощью экологически приемлемой энергосберегающей технологии и использования  дешевого возобновляемого растительного сырья (сфагновый мох, отходы кукурузы, бамбука, бамии)

Разработана технология формирования многослойных углеродных нанотрубок диаметром от 10 до 80 нм с высокой чистотой продукта (99,97 %), высокими сорбционными свойствами (по отношению к сорбции водорода и тяжелым металлам), высокими электрохимическими свойствами (в качества анодных матриц для литий-полимерных аккумуляторов)

Разработаны функциональные покрытия и способы их нанесения на прецизионные детали топливной аппаратуры.

Данные покрытия характеризуются очень маленьким параметром среднего шага микронеровностей профиля Sm (всего 20 нм), что обеспечивает малую удельную нагрузку на пике микронеровностей и высокую износостойкость.

Изучены вопросы токсичности наноматериалов - углеродных нанотрубок, нановолокон, минеральных наночастиц на животные организмы. Проведены исследования вопросов реакции структур слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта мышей линии СВА при пероральном введении многослойных углеродных нанотрубок, а также возможности преодоления наноматериалов эпителиального барьера, всасывания в кишечнике. 

На фотографиях  изображены нанотрубки и структуры слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта мышей линии СВА при пероральном введении многослойных углеродных нанотрубок.

Разработаны технологии в рамках НИР на базе НОЦ:

· Технология прямого восстановления вольфрама и синтеза нанопорошков карбида вольфрама из вольфрамового концентрата – шеелита, добываемого в Приморском крае.

· Технология получения нанопорошков аморфного бора из борного ангидрида с высоким выходом конечного продукта.

· Механохимическая технология получения высокоазотистых порошковых легированных сплавов с нанокристаллической структурой, в том числе со сверхравновесным содержанием азота.

· Механохимическая технология получения нанопорошков карбидов, карбонитридов, боридов, силицидов, твердых растворов на их базе, а также композиций на их основе с участием различных металлических связок.

· Технология получения нанокомпозиционных материалов систем: углерод-кремний; углерод-наноразмерные металлы, используемого в качестве анодного материала литий-ионного аккумулятора.

· Технология получения защитных покрытий на керамических огнеупорных материалах с использованием в качестве исходных компонентов базальтов Приморского края.

· Технология получения нанопорошков кремния и наноразмерных металлов высокой чистоты в узком диапазоне размера частиц (10 нм -100 нм).

· Технология механохимической переработки стружки стали Р6М5 в порошок с последующим получением инструментальных и конструкционных материалов с наноразмерными структурами

· Технология формирования углеродных нанотрубок в процессе механохимической обработки аморфного углерода, полученного пиролизом из возобновляемого растительного сырья.

Образование:

Сформирована многоуровневая система подготовки кадров, охватывающая профильные классы в базовых школах края, подготовка специалистов и магистров по различных специализациям направлений «материаловедение и технологии материалов», «нанотехнологии и микросистемная техника», обучение аспирантов по десяти научным специальностям.