Разработка методик исследования структуры и свойств материалов и наноматериалов: 2019 г. этап 3

  • Иванов, Александр Юльевич, (исполнитель)
  • Касаткин, Игорь Алексеевич, (исполнитель)
  • Лошаченко, Антон Сергеевич, (исполнитель)
  • Мазур, Антон Станиславович, (исполнитель)
  • Михайловский, Владимир Юрьевич, (исполнитель)
  • Романычев, Андрей Иванович, (исполнитель)
  • Серебряков, Евгений Борисович (исполнитель)
  • Смирнов, Сергей Николаевич, (исполнитель)
  • Сухаржевский, Станислав Михайлович, (исполнитель)
  • Толстой, Петр Михайлович (исполнитель)
  • Грунский, Олег Сергеевич, (руководитель)
  • Шевченко, Евгений Викторович, (исполнитель)
  • Ревегук, Захар Вячеславович, (исполнитель)
  • Гиндин, Владимир Александрович, (исполнитель)
  • Мазур, Антон Станиславович, (исполнитель)
  • Вовк, Михаил Андреевич, (исполнитель)
  • Богданов, Дмитрий Сергеевич (исполнитель)
  • Платонова, Наталия Владимировна, (исполнитель)
  • Кульков, Александр Михайлович, (исполнитель)
  • Крючкова, Людмила Юрьевна, (исполнитель)
  • Токарев, Игорь Владимирович, (исполнитель)
  • Хорошилова, Олеся Валерьевна (исполнитель)
  • Медведев, Олег Сергеевич, (исполнитель)
  • Данилов, Денис Васильевич, (исполнитель)
  • Михайловский, Владимир Юрьевич, (исполнитель)

Проект: исполнение гранта/договораисполнение этапа гранта/договора

Сведения о проекте

описание

В целях развития методической базы Научного парка СПбГУ на широком круге объектов разрабатываются и применяются методики и подходы спектроскопии магнитного резонанса (ЯМР в жидкости, ЯМР в твердом теле, ЭПР), оптической (спектроскопия поглощения, люминесценции и комбинационного рассеяния света), методики и подходы к приготовлению образцов для электронной и ионной микроскопии, методики исследования фазового состава, рентген-дифракционного микроструктурного анализа, газовой хроматографии, высокоэффективной жидкостной хроматографии, хроматомасс-спектрометрии, масс-спектрометрии электроспрейной ионизацией, капиллярного электрофореза, масс-спектрометрии с матрично-активированной лазерной десорбцией/ионизацией, рентгенофлуоресцентного анализа, инфракрасной спектроскопии, оптической атомной эмиссионной спектрометрии с атомизацией в индуктивно-связанной плазме. Разрабатываются и применяются методики получения тонких пленок оксидов металлов методом атомно-слоевого осаждения (Atomic Layer Deposition), синтеза нового поколения керамических композиционных материалов, использования электронно-лучевой литографии для изготовления электрических контактов к нанообъектам, приготовления ламелей из аморфных металлов для просвечивающей электронной микроскопии.

описание для неспециалистов

Использование возможностей Научного парка прочно вошло в ежедневную работу работников СПбГУ, а также других университетов и институтов. В результате непрерывного обновления и развития инфраструктуры возникает необходимость постоянно развивать методы и подходы исследований в ресурсных центрах Научного парка СПбГУ. Настоящий проект выполняется в целях развития методической базы Научного парка СПбГУ в рамках государственного задания Санкт-Петербургского государственного университета. На третьем этапе проекта работниками ресурсных центров Научного парка СПбГУ работающих по направлениям в области нанотехнологий композитных наноматериалов и изучения свойств материалов разработано 27 методик исследования свойств наноматериалов, нанополимеров, нанопорошков; нанопористых материалов, тонких пленок и кристаллических, керамических и поделочных материалов, определения мультиэлементного состава сырой нефти, определения тяжёлых металлов в лекарственных препаратах, определения катионов и анионов в образцах почвы, нанесения частиц эксфолиированных слоистых оксидов методом spin-coating на кремниевые подложки. Разработанные методики будут использоваться при выполнении текущих исследований, а часть методик предполагается опубликовать в очередном сборнике трудов Научного парка СПбГУ.
На широком круге реальных объектов были апробированы методики, разработанные на первом и втором этапе работ выполняемой темы. По результатам этих исследований в 2019 году опубликовано 36 статей в журналах индексируемых WOS и Scopus.

основные результаты по этапу (подробно)

В целях развития методической базы Научного парка СПбГУ в рамках выполнения государственного задания Санкт-Петербургского государственного университета на широком круге реальных объектов были применены и опробованы методики, разработанные при выполнении первого и второго этапа исследований. По результатам исследований в 2019 году опубликовано 40 работ из них 36 статей в журналах индексируемых WOS и Scopus. Разработанные методики применены при выполнении 59 НИР.
Определены новые подходы к изучению структуры строению и синтезу материалов. Изучены структуры полиизопрена полученного методом катионной полимеризации и структурных состояний сополимеров полиакриламид-полианилина; влияние различных видов углеродистых наноразмерных наполнителей на свойства нанокомпозитов на основе полиуретана и системы из самоорганизующихся коллоидных квантовых точек. Разработаны и опробованы методы рентгентомографического определение пород археологической древесины. Методами рентгеновской микротомографии и цифровой микроскопии исследованы находки, обнаруженные при раскопках различных археологических памятников.
Разработаны новые подходы к изучению структуры соединений. Исследованы структуры и активности ряда природных соединений (стагонолиды, ноненолиды, стагохромен), выделенных из Stagonospora cirsii S-47, структура и свойства комплекса трис(метилтригидроборат) (тетрагирофуран) иттербия(III), структурные, оптические и резонансные (ЭПР и ЯМР) свойства монокристаллов ReM3(BO3)4, допированных ионами Cr3+, кинетика матричной полимеризации в мицеллярных растворах. Выполнено определение углеродных наноструктур по 13С спектрам твердотельного ЯМР. Изучены особенности электрических характеристик комплексов, сформированных при высокотемпературных отжигах кремния, экзосомных везикул методом низковольтной сканирующей электронной микроскопии, магнитная восприимчивость поликристалического GdBaCo2O5.53 выше температуры Кюри.
Рассмотрены новые возможности изучения и применения функциональных материалов и наноматериалов в том числе: свойства и возможность комплексного применения суперпарамагнитных наночастиц оксида железа в качестве потенциальных клинических инструментов для тераностики рака, низкотемпературный плазменный синтез вертикально ориентированных наностенок нитрида бора. Исследованы большие массивы наночастиц, полученные методом лазерной абляции в жидкости, ZnO-наноструктуры выращенные методом атомарного наслаивания на гибридных Si/SiC подложках, ZnO:Er- керамика, а также тонкие оксидные пленки на поверхности металлов с нерегулярной поверхностью.
Реализовано приготовление ламелей из магнитных материалов для изучения методом просвечивающей лоренцевской электронной микроскопии, измерение толщин пленок оксида никеля методом спектральной эллипсометрии, показана возможность иммобилизации фосфокреатина на поверхности наночастиц кремнезема и магнетита. Выполнены исследования ряда наноструктурированных материалов, структурных и оптических свойств керамики Yb: Lu3Al5O12 на основе лазерно-аблированных нанопорошков, эволюции текстур бериллиевых фольг при многократной горячей и холодной прокатке, модификатора для снижения токсичности древесных плит.
На базе ранее выполненных долговременных натурных и лабораторных экспериментов развиты подходы по использованию изотопной информации (система дейтерий–кислород-18) для фундаментальных научных исследований и практического применения.
На третьем этапе проекта разработано 27 новых методик исследования свойств наноматериалов, нанополимеров, нанопорошков; нанопористых материалов, тонких пленок и кристаллических, керамических и поделочных материалов, определения мультиэлементного состава сырой нефти, определения тяжёлых металлов в лекарственных препаратах, определения катионов и анионов в образцах почвы, нанесения частиц эксфолиированных слоистых оксидов методом spin-coating на кремниевые подложки, а также оценки испарения с поверхности почвы по характеру изменения изотопного состава воды.

основные результаты по этапу (кратко)

На третьем этапе проекта разработано 27 методик исследования свойств наноматериалов, нанополимеров, нанопорошков; нанопористых материалов, тонких пленок и кристаллических, керамических и поделочных материалов, определения мультиэлементного состава сырой нефти, определения тяжёлых металлов в лекарственных препаратах, определения катионов и анионов в образцах почвы, нанесения частиц эксфолиированных слоистых оксидов методом spin-coating на кремниевые подложки, а также оценки испарения с поверхности почвы по характеру изменения изотопного состава воды.
На широком круге реальных объектов применены и опробованы методики, разработанные при выполнении первого и второго этапа исследований. По результатам этих исследований в 2019 году опубликовано 40 работ из них 36 статей в журналах индексируемых WOS и Scopus. Разработанные методики применены при выполнении 59 НИР.

описание вклада в работу каждого из участников, допустима оценка в процентах (учётная форма ЦИТиС)

О.С.Грунский (введение, разделы 1, 2, заключение)
А.С. Лошаченко (раздел 1,2, приложение К, У, 1)
А.И. Романычев (раздел 1, 2)
Е.Б. Серебряков (раздел 1,2, приложение Э)
Е.В. Шевченко (раздел 1,2)
В.А. Гиндин (раздел 2)
Ю.С. Манучаров (раздел 2)
Н.В. Платонова (раздел 2)
О.А. Балабас (раздел 2)
Е.А. Бессонова (приложение Ю)
О.Г. Бубнова (раздел 2)
О.В. Волина (раздел 2, приложение Ц, Ш, Щ)
В.Н. Григорьян (раздел 2)
А.Н. Дерябина (раздел 2)
А.Ю. Иванов(раздел 1, 2, приложение А)
И.А. Касаткин (раздел 1, 2, приложение Л, М)
П.Д. Колоницкий (раздел 2, приложение Т)
Л.Ю. Крючкова (раздел 1, 2, приложение Н)
А.Д. Мишарев (раздел 2)
Е.Б. Наумышева (раздел 1, 2)
В.Н. Савельев (раздел 2, приложение Э)
С.Н. Смирнов (раздел 1, 2, приложение А)
Д.В. Спиридонова (раздел 2)
Е.С. Сухаржевская (раздел 1, 2)
И.В. Токарев (раздел 1, 2, приложение Ф, Х)
А.А. Абрамович (раздел 2, приложение С)
Д.С. Богданов (раздел 2)
М.А. Вовк (раздел 1, 2, приложение В)
Д.И. Гордейчук (раздел 2)
Я.М. Григорьев (раздел 2)
З.М. Ефименко (раздел 2)
М.А. Крюкова (раздел 2)
Л.Н. Кубышкина (раздел 2)
М.В. Лихолетова (раздел 2, приложение Е)
А.С. Мазур (раздел 1, 2, приложение Б)
А.А. Манова (раздел 2)
А.А. Мещеряков (раздел 2, приложение Щ)
Д.Ю. Нефедов (раздел 2, приложение В)
А.В. Никитина (раздел 2, приложение Д)
Л.А. Панова (раздел 2)
З.В. Ревегук (раздел 2)
А.С. Сахацкий (раздел 1, 2, приложение Е)
С.М. Сухаржевский (раздел 2, приложение Д)
Д.Г.Фукс (раздел 2)
С.О. Кириченко (раздел 2, приложение Р)
В.Ю. Михайловский (раздел 1, 2, приложение К, 1)
В.В. Брюханова (раздел 2, приложение 1)
Г. В. Варыгин (раздел 2, приложение У, 1)
О.С. Везо (раздел 2, приложение 1)
Е.А. Григорьев (раздел 2)
Д.В. Данилов (раздел 1, 2, приложение У, 1)
В.Д. Калганов (раздел 2, приложение 1)
А.М. Кульков (раздел 1, 2, приложение П, Я)
И.Е. Лезова (раздел 2)
Д.В. Назаров (раздел 2, приложение И)
Г.О. Юрьев (раздел 2, приложение Ж)
В.А. Водолажский (раздел 2)
О.М. Котова (раздел 2)

передача полной копии отчёта третьим лицам для некоммерческого использования: разрешается/не разрешается (учётная форма ЦИТиС)

не разрешается

проверка отчёта на неправомерные заимствования во внешних источниках: разрешается/не разрешается (учётная форма ЦИТиС)

разрешается

обоснование междисциплинарного подхода

В результате непрерывного обновления и развития инфраструктуры возникает необходимость постоянно развивать в ресурсных центрах Научного парка СПбГУ методы и подходы исследований для исследователей, работающих в самых различных областях науки. Так, например, без современных методов, основанных на рентгеновской микротомографии не обходится ни одно серьезное исследование археологических артефактов, ископаемых остатков животных, а использование изотопной информации системы дейтерий–кислород-18 прочно входит в исследования миграции грунтовых вод и определения ее происхождения.
Короткий заголовокGZ-2019
АббревиатураNP_2017 - 3
СтатусЗавершено
Действительная дата начала/окончания25/06/1931/12/19

Ключевые слова

  • Наноматериалы
  • резонансные методы исследования
  • рентгеновская дифракция
  • электронная микроскопия
  • тонкие пленки
  • изотопный состав воды
  • кристаллическая структура