Что касается проблем, с которыми ученые столкнулись при наполнении композитов наночастицами, то наиболее серьезной является смешение полимерной матрицы с нанонаполнителями. Наночастицы имеют тенденцию к «слипанию», созданию конгломератов, поэтому матрицу очень трудно сделать гомогенной. Российские химики в Институте нефтехимического синтеза им. А.В.Топчиева РАН предложили, так называемый, метод смешения в срыве ламинарного течения. При размешивании расплава полимерной матрицы образуются ламинарные потоки, при определенных условиях можн
Сейчас важными задачами фундаментальной науки является как поиск наночастиц, способных модифицировать различные материалы, их оптимальных концентраций, так и объяснение самой причины такого влияния на структуру материалов.
Очень интересны в этом смысле исследования, которые осуществляет Институт синтетических полимерных материалов под руководством члена-корреспондента РАН А.Н.Озерина. Например, обнаружено, что принципиально изменить свойства полимеров способны и добавки наночастиц углерода в алмазной модификации, образующиеся при взрывах.
Исследования, проведенные, в частности, в Институте проблем химической физики РАН, показали, что введение функционализированных наночастиц даже в ультрамалых концентрациях способно принципиально изменить характеристики композитов. Модификация полимерных связующих путем введения даже около 0,001% одностенных углеродных нанотрубок или 1% многостенных нанотрубок существенным образом повышает их прочность и эластичность.
Оказалось, что полимерные композиционные материалы обладают такими же прочностными характеристиками, как и стали, но по многим параметрам превосходят их.
Активно идет создание новых и модифицированных композитов, незаменимых при создании оснастки современных летательных аппаратов (корпусы Аэробусов А300, А310, самолета "Сухой Суперджет-100", например, на 35% состоят из полимерных композиционных материалов, а\ "Боинг 787" создан из них на 70%).
Колоссальные перспективы для создания новых модификаций различных материалов открыла возможность их обогащения наночастицами в частности, фуллеренами, углеродными одностенными, многостенными нанотрубками и др. В Институте металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН академику О.А.Банных вместе с другими учеными-химиками удалось получить уникальные металлические композитные материалы с добавлением наночастиц углерода, обладающие высокой жаропрочностью, низкой плотностью, высокой трещиностойкостью, удивительными абразивными свойствами.
Именно ВИАМом и институтами РАН, например, были разработаны материалы для двигателей, на которых до сих пор летают американские ракеты "Атлас". Современные материалы способны выдерживать очень жесткие условия эксплуатации - от 2000 K до криогенных температур. На основе совместных исследований удалось получить интересные титановые, никелиевые, алюмине-литиевые сплавы, допированные стали, которые обладают уникальными свойствами и используются для создания турбин, емкостей для жидкого кислорода, других целей.
В первую очередь это создание новых функциональных материалов. По оценкам экспертов, в ближайшие 20 лет 90% существующих материалов будут заменены принципиально новыми. О перспективности этого направления свидетельствует тот факт, что почти пятая часть мировых патентов сегодня выдаются на изобретения в области материаловедения. В Российской академии наук работы по созданию новых функциональных материалов ведутся очень активно. В последние годы появились уникальные композиционные материалы на полимерной, металлической и неорганической (керамической) матрице, всевозможные стали и сплавы - в том числе для авиации и космоса. Они были созданы в тесной кооперации между институтами РАН и Государственными научными центрами, крупными промышленными предприятиями, чем и объясняется их высокое прикладное значение. Что касается создания материалов для авиации, то здесь ярким примером является плодотворное сотрудничество институтов РАН с "Всероссийским научно-исследовательским институтом авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ"), который возглавляет член Президиума РАН, президент Ассоциации государственных научных центров академик Е.Н.Каблов.
- Эта инициатива особенно значима для нашей страны, не только потому, что химическая фундаментальная наука в России имеет великую историю и традиции: 2011 год год 300-летия со дня рождения М. В. Ломоносова, с именем которого связано само развитие химии; не только потому, что это возможность привлечь внимание к проблемам отечественной науки, но и потому, что это повод на высоком уровне заявить о достижениях нашей химической науки и промышленности.
2011 год по решению 63-й сессии Генеральной ассамблеи ООН объявлен Международным годом химии, который пройдет под девизом «Химия наша жизнь, наше будущее». Редакция попросила вице-президента РАН академика С.М.Алдошина рассказать о тех направлениях химической науки и промышленности, где мы приобрели и сохраняем лидерство.
2011 год по решению 63-й сессии Генеральной ассамблеи ООН объявлен Международным годом химии, который пройдет под девизом «Химия наша жизнь, наше будущее»
Интервью академика С.М.Алдошина: Высокий уровень фундаментальных химических исследований в России
Интервью академика С.М.Алдошина: Высокий уровень фундаментальных химических исследований в России
Комментариев нет:
Отправить комментарий