Новости кафедр

Кафедра физической химии

Кафедра физической химии

23.05.2022
 94

Научная деятельности кафедры: от химического конструирования интеллектуальных материалов до атомной энергетики.

Оксана Владимировна АЛЬМЯШЕВА:

– Практически все преподаватели кафедры являются сотрудниками научно-исследовательских институтов Российской академии наук, государственной корпорации «Росатом» и других отраслевых предприятий, совмещая научно-исследовательскую и производственную деятельность с образовательной. Такое положение дел позволяет преподавателям продемонстрировать на примерах из их научной деятельности важность фундаментальных основ физической химии и материаловедения, читаемых ими в рамках преподаваемых дисциплин, для создания новых материалов и технологий.

Магистральное научное направление кафедры связано с разработкой принципов и методов физико-химического конструирования и синтеза материалов с заданными функциональными характеристиками.

Например, совместно с коллегами из ФТИ им. А.Ф. Иоффе РАН проводятся исследования, направленные на разработку физико-химических основ процессов самоорганизации пространственных ограничений в реакционных средах, создающих условия для формирования оксидных нанокристаллов с определённой структурой, формой, размерами.

Установленные в рамках этих исследований физико-химические принципы и условия станут основой для разработки новых методов и технологий получения оксидных нанокристаллических материалов и нанокомпозитов на основе сложных оксидных фаз, перспективных для создания функциональных материалов различного назначения, прежде всего, для применения в энергетике и катализе, включая фото- и электрокатализ. По указанной тематике в журнале «Nanosystems: Physics, Chemistry, Mathematics» опубликована обзорная статья.

Ещё одним важным научным направлением, развиваемым на кафедре совместно с коллегами из Института высокомолекулярных соединений РАН, является разработка подходов для целенаправленного химического конструирования интеллектуальных материалов с программируемыми на молекулярном уровне эксплуатационными свойствами. Отличительной особенностью этого класса материалов
является способность контролируемым образом изменять свои свойства в ответ на внешние воздействия и адаптироваться к ним, снижая возникающие в материале напряжения путём преобразования одного вида энергии в другой.

В частности, на кафедре ведутся исследования, связанные с разработкой полимер-неорганических композиционных материалов с эффектом памяти формы. Эффект памяти формы для таких систем определяется сочетанием состава, морфологии, структурных параметров, а также восприимчивости материала к внешним воздействиям. Для каждой полимерной системы тщательное определение такой комбинации приобретает решающее значение при создании высокопроизводительных композитов с увеличенным сроком службы, хорошей химической и термической стабильностью, высокими показателями фиксации и восстановления формы, а также достаточной скоростью восстановления. В настоящее время внимание исследователей сосредоточено на разработке функциональных полименеорганических материалов с магнитоиндуцируемым эффектом памяти формы на основе мультиблочных сополиуретанимидов и сополиуретанмочевин, модифицированных наночастицами ферритов, а также на исследовании влияния магнитного поля на молекулярную организацию таких композитов и их свойства. Отдельного внимания заслуживают синтезируемые сотрудниками кафедры фотоактивные материалы на основе неорганических нанолюминофоров и светочувствительных полимерных матриц, которые имеют перспективы применения в качестве светодиодных лент, эталонов для калибровки фотометрических приборов, водоотталкивающих, антиобрастающих и противообледенительных покрытий.

Нельзя не отметить направление, связанное с разработкой материалов для атомной энергетики. Сотрудниками кафедры в тесной кооперации с ФГУП «НИТИ им. А.П. Александрова» и ОАО «НИАЭП» разработаны уникальные материалы для пассивных систем безопасности атомных электростанций: жертвенные материалы устройства локализации расплава реакторов ВВЭР и нано-композиционные оксидные катализаторы окисления для рекомбинаторов водорода на АЭС. Новым направлением на кафедре является исследование фазовых равновесий в металлических системах на основе компонентов, перспективных для применения в быстрых реакторах IV поколения. Это направление поддержано Российским научным фондом.

Елена Борисовна ШУВАЕВА – научный сотрудник каф. ФХ, инженер отдела исследований тяжёлых аварий ФГУП «НИТИ им. А.П. Александрова»