Одной из основных задач современного материаловедения и препаративной химии является проблема получения микро- и наноструктур неорганических соединений, необходимых для создания нового поколения эффективных функциональных материалов и элементов миниатюрных устройств.
Уникальная морфология полых 3D структур обеспечивает нано- и микротрубкам с морфологией свитков высокие перспективы использования в качестве самостоятельных индивидуальных смарт-единиц, компонентов МЭМС или НЭМС, элементов высокочувствительных сенсоров. Совокупность тубулярных объектов может выступать как микросистема для трансформации энергии, хранения и транспортировки, адресной доставки и очистки воды. Более того, функциональные свойства материалов на основе микротрубок могут быть значительно улучшены за счет значительного увеличения площади их поверхности по сравнению с традиционными порошковыми формами, что обеспечит эффективность применения тубулярных материалов в качестве сорбентов, катализаторов, составляющих композитных соединений и смесей.
Существующие на сегодняшний день высокотехнологичные методы получения микросвитков посредством скручивания (rolled-up technology) механически напряженных плёнок, синтезированных в результате многостадийных процессов, не могут быть масштабированы и автоматизированы, и поэтому не способны обеспечить производство микротубулярных материалов в количестве, достаточном для конкуренции с традиционными порошковыми формами. По этой причине разработка простых, воспроизводимых, экономичных и легко масштабируемых маршрутов получения материалов с морфологией микросвитков приобретает особенную важность.
Данный проект направлен на решение проблемы синтеза неорганических нано- и микроструктур с морфологией градиентных плёнок, способных под воздействием определенного стимула трансформироваться в многостенные микросвитки. Такие планарные и тубулярные структуры могут быть получены в результате химических реакций между компонентами жидкости и молекулами веществ в газообразном состоянии на планарной границе раздела двух фаз в условиях диффузионно-кинетических и пространственных ограничений. Цель проекта предполагает комплексное решение совокупности междисциплинарных задач. Следует выделить следующие основные задачи:
•Изучение in-situ особенностей образования твердых неорганических соединений на границе раздела жидкость-газ в результате химического взаимодействия требует квалификации химика-исследователя;
•Направленная оптимизация процесса получения микротрубок с целью его масштабирования и дальнейшей автоматизации основывается на понимании принципов химической технологии;
•Разработка конструкционных особенностей и принципов действия автоматизированных установок, программное обеспечение, дизайн и сборка прототипа лежат в сфере компетенций инженера-конструктора и программиста.
•Апробация оптимизированного способа получения микротрубок и демонстрация перспектив применения новых неорганических материалов с тубулярной морфологией требует навыков в материаловедении.
