МГУ–2012: Факультет наук о материалах

29 октября 2012 г. исполняющим обязанности декана назначен акад. РАН К.А. Солнцев.

Солнцев Константин Александрович (род. 29.03.1950, село Панино Воронежской обл.) выпускник Московского института тонкой химической технологии им. М.В. Ломоносова (1973). Академик РАН (2006, член-корреспондент с 2003). Специалист в области химии и технологии керамических материалов. Разработал новое фундаментальное направление – «Окислительное конструирование тонкостенной керамики», позволившее создать группу современных технических изделий: керамические сотовые блоки для автомобильных каталитических конверторов с толщиной керамических стенок от 40 мкм; керамические газовые фильтры с рабочей температурой до 1200–1400° С; керамические жидкостные фильтры с заданным размером пор, керамические теплообменники и др. Имеет 13 международных патентов. Лауреат Государственной премии РФ (1996).

 

Наука

Факультет выполняет работы по различным научным проектам и грантам, имеет договоры на выполнение научных работ, в т.ч.: по 7 государственным контрактам ФЦП, 5 грантам Президента РФ для молодых кандидатов и докторов наук, 1 гранту Президента РФ для государственной поддержки ведущих научных школ РФ, 16 проектам РФФИ. Было получено 3 патента и подано 6 заявок на изобретения.

Научная работа ведётся согласно утверждённым Учёным советом факультета приоритетным темам:

1. Развитие новых поколений наноматериалов и нанотехнологий.

2. Создание новых типов функциональных материалов.

3. Применение методов нелинейной динамики к решению материаловедческих задач.

4. Развитие системы подготовки кадров специалистов-материаловедов широкого профиля с университетским образованием.

 

Особое внимание уделялось разработке материалов для новых поколений литий-воздушных аккумуляторов, мембранных материалов, материалов для информационных технологий, наноэлектроники и фотоники, исследованию квантовых точек и т.д.

НИР студентов факультета определяется учебным планом как отдельная дисциплина; бакалавры и магистранты каждый семестр представляют отчёт на научно-студенческих конференциях, проходят научно-производственную практику в виде научной работы, выполняемой в течение 2–3 месяцев в исследовательских центрах и лабораториях за рубежом. Работа аспирантов целиком связана с научными исследованиями, реализуемыми как в МГУ, так и в академических институтах РАН. В 2012 г. 8 выпускников аспирантуры факультета защитили в срок кандидатские диссертации.

Большинство наиболее значимых научных результатов получено на оборудовании отделения факультета Центра коллективного пользования МГУ «Технологии получения новых наноструктурированных материалов и их комплексное исследование».

Установлено, что наибольшее усиление магнитооптического эффекта Керра (в 2–3 раза) по сравнению с гладкой металлической плёнкой наблюдается для никелевых инвертированных опалов с толщиной 0,6 диаметра микросфер, на поверхности которых происходит эффективное возбуждение смешанных (брэгговских и Ми) плазмонов.

Обнаружено, что при облучении рентгеновским излучением поверхности электрода скорость электрохимических процессов осаждения/растворения, происходящих на его поверхности, может существенно изменяться. На основе данного явления предложен новый метод бесконтактной электрохимической рентгеновской фотолитографии.

Выявлена причина возникновения дальнодействующего ориентационного порядка в структуре пористых плёнок анодного оксида алюминия. Показано, что ряды пор ориентируются вдоль направлений [110] кристаллической подложки.

Тёплым прессованием при 170º С получены магниторезистивные композиты манганит лантана-стронция – полиметилметакрилат (ПММА) с массовой долей полимера от 10 до 70%. Установлено, что повышение содержания полимера приводит к монотонному увеличению туннельного магнитосопротивления вплоть до некоторого критического содержания полимера около 50 масс. %, при дальнейшем увеличении доли ПММА наблюдается резкое снижение эффекта. Наибольшая величина магнитосопротивления достигает 21.8% в приложенном магнитном поле 1400 кА/м.

Получены композитные материалы на основе оксида графита с различным соотношением проводящего и интеркалирующего компонентов для литий-ионных химических источников тока. Выбрано оптимальное соотношение компонентов, соответствующее наибольшему значению удельной зарядовой ёмкости ячейки (до 450–500 мАч/г) и наиболее стабильным режимам заряда-разряда. Предложено, что в исследуемом композите графеновая оболочка вокруг небольших агрегатов вискеров способствует замедлению процессов формирования непроводящего паразитного слоя на поверхности оксидных нановискеров и одновременно обеспечивает интеркаляцию носителей заряда по всему объёму композитного материала.

Оптимизирован состав и микроструктура электрокатализаторов на основе наностержней пентаоксида ванадия и марганца для восстановления кислорода для литий-воздушных источников тока. Материалы характеризуются наибольшими значениями удельной площади поверхности и в наименьшей степени склонны к деградации при взаимодействии с ионным электролитом по сравнению с другими материалами на основе оксидов ванадия и марганца, такими как аэрогели, ксерогели и обычные керамические образцы. Показано, что структура материалов и составы остаются постоянными в температурном диапазоне функционирования литий-воздушного аккумулятора.

Исследованы структура и магнитные свойства нанотрубок и наностержней оксидов ванадия и титана. Для случая нанотрубок оксида ванадия прослежена эволюция магнитных характеристик материала от планарной системы (прекурсора) до структуры нанотубулена. Сделан вывод об эффективности легирования нанотрубок оксидов ванадия и титана с использованием трёх различных подходов: ионного обмена, электрохимической интеркаляции и модифицирования метода синтеза материала. Изучена каталитическая активность материалов в модельных окислительных процессах, что позволило выявить преимущество нанотрубок в сравнении с поликристаллическим материалом и нанопорошком.

Разработаны методы получения поверхностно-модифицированных наночастиц оксида железа (III) и диоксида титана. Обнаружено явление существенного изменения размера наночастиц при формировании фероксигита в присутствии гуминовых веществ, что связано, по всей видимости, с процессами блокировки граней зародышей природным полиэлектролитом. Предложена феноменологическая модель формирования гидрозолей диоксида титана при термогидролизе тетрахлорида титана в кислых водных растворах, включающая стадии поликонденсации, образования фрактальных структур и последующее образование зародышей кристаллической фазы, образующих вначале связанные агрегаты.

Предложены оригинальные методики синтеза наночастиц серебра разных морфологий и размеров, в частности синтезированы стабильные гидрозоли 2–90 нм наночастиц серебра и ГКР- активных наноструктурированных покрытий на произвольных подложках с использованием термического разложения водного диаммиаката гидроксида серебра (I) без введения специальных восстанавливающих агентов и анионов. Впервые были получены высококачественные спектры гигантского комбинационного рассеяния (ГКР) интактных красных кровяных телец, что подтверждает перспективность использованных приемов для разработки средств персональной сверхвысокочувствительной биомедицинской диагностики.

Показано, что комплексная гидролитическая (в условиях, соответствующих частичному понижению основности поверхности) и термическая обработка предварительно окисленного в диффузионном режиме базальтового стекловолокна перспективна для повышения целевых характеристик армированных этим волокном стеклофиброцементных композитов.

 

Учебная работа

Для студентов магистратуры введён новый спецкурс «Электронная микроскопия неорганических материалов» (24 часа; студенты-дипломники и аспиранты; 10 лекций, 2 семинара; зачёт), направленный на обучение слушателей решению материаловедческих задач с помощью методов электронной микроскопии. Акцент сделан на практические разделы: знакомство с современным приборным рядом и фирмами-производителями, тенденциями; иллюстрацию лекционного материала у реального электронного микроскопа.

Проведены зимняя и летняя студенческая научно-практическая конференция (янв., июнь).

Факультет выступил организатором VI Интернет-олимпиады «Нанотехнологии – прорыв в будущее!». Олимпиада имеет целью повышение качества профессиональной подготовки кадров для наноиндустрии, а также популяризацию знаний в области наносистем, наноматериалов и нанотехнологий. Олимпиада проведена в четыре тура: заочный теоретический Интернет-тур с блоками задач по направлениям для школьников и остальных участников, заочные творческие конкурсы, региональный тур, очный теоретический и очный экспериментально-практический туры.

 

Конференции

Факультетом организованы и проведены:

– XIX международная научная конференция студентов, аспирантов и молодых учёных «Ломоносов-2012. Секция «Фундаментальное материаловедение» (9–13 апр.);

– конкурс-конференция научно-исследовательских работ молодых учёных в рамках олимпиады «Нанотехнологии – прорыв в будущее!» (9–13 апр.);

– XII конференция молодых учёных «Актуальные проблемы неорганической химии: наноматериалы и материалы для энергетики» (9–11 нояб.).

 

Персоналии

Медаль и премию РАН для молодых российских учёных награждены асс. К.С. Напольский и доц. А.В. Гаршев за работу «Новые полифункциональные оксидные наноматериалы и нанокомпозиты: механизмы формирования, структура и свойства».

 

Публикации

Опубликовано 213 статей в отечественных и зарубежных журналах, представлено 295 докладов на научных конференциях различного уровня.

 

Памяти Ю.Д. Третьякова

Факультет понёс тяжёлую утрату. 11 августа 2012 г. скончался академик РАН, декан факультета, Заслуженный профессор Московского университета Третьяков Юрий Дмитриевич (1931–2012). Выпускник Ростовского-на-Дону государственного университета (1954) Ю.Д. Третьяков являлся организатором Высшего колледжа наук о материалах/факультета наук о материалах с 1991 г., заведовал кафедрой неорганической химии химического факультета (1988–2012). Работал в области неорганической химии твёрдого тела, химии и технологии неорганических материалов. Лауреат Государственной премии (2003) за работу «Фундаментальные основы синтеза оксидных функциональных материалов (ферритов, манганитов, купратов)». Лауреат премии им. М.В.Ломоносова (1961) за исследования ферритов на кафедре общей химии с 1957 по 1961 г. Лауреат премии им. М.В. Ломоносова (1986) за работу «Низкотемпературные процессы в химии и технологии твёрдофазных материалов». (1995). Лауреат премии Президента РФ в области образования (2009). Награждён орденом Почёта. Имел 60 авторских свидетельств и патентов на изобретения.