МИСиС ускоряет разработку новых материалов с помощью нового научно-исследовательского центра

НИТУ «МИСиС» открыл уникальный в стране и мире центр по ускоренному моделированию и созданию новых материалов «Термохимия материалов» под руководством к.т.н. Александры Хван. На одной площадке центра совмещаются серьёзные теоретические исследования и программное математическое моделирование с дорогостоящим высокотехнологичным оборудованием, позволяющим сразу на месте проводить необходимые эксперименты.

НИТУ «МИСиС» открыл уникальный в стране и мире центр по ускоренному моделированию и созданию новых материалов «Термохимия материалов» под руководством к.т.н. Александры Хван. На одной площадке центра совмещаются серьёзные теоретические исследования и программное математическое моделирование с дорогостоящим высокотехнологичным оборудованием, позволяющим сразу на месте проводить необходимые эксперименты. Предполагается, что центр позволит ускорить разработку новых материалов в среднем на  отсекая заведомо неперспективные соединения посредством систем компьютерного моделирования и концентрируя экспериментальные усилия только на потенциально прорывных направлениях.

Термохимия (в пер. с лат. тепло и превращение) это один из фундаментальных природных принципов. Все процессы, которые существуют в мире, идут либо с выделением тепла, либо с его поглощением. Этим явлением сопровождается любой процесс, будь то работа двигателей при взлёте самолёта, сдвиг горных пород или рост человеческого организма. При разработке новых материалов теоретическое и экспериментальное исследование данного эффекта имеет решающее значение.

«Глубокое понимание химии и физики материалов все больше и больше необходимо для разработки новых материалов, которые нужны народному хозяйству, промышленности, науке. При этом огромную роль играет наличие взаимосвязи между фундаментальными исследованиями и прикладными, которая позволяет применять теоретические знания в прикладных целях. Более этого требования промышленности и недостаток финансирования требует сокращения времени и количества экспериментов для разработки материалов или изменения технологического процесса от момента разработки концепции до внедрения в промышленность. Уникальность открываемого центра в том, что на одной площадке мы совмещаем серьёзные теоретические исследования и программное математическое моделирование с дорогостоящим высокотехнологичным оборудованием, позволяющим сразу на месте проводить необходимые эксперименты. Нужно отметить, что проводимые экспериментальные термохимические исследования дополняют работы по расчетной термодинамике и являются ее основой. В то же время расчетная термодинамика позволяет прогнозировать отсутствующие экспериментальные данные. Таким образом, эти два метода являются взаимодополняющими», — сказала Александра Хван.

С помощью современного программного обеспечения сотрудники ЦТМ осуществляют термодинамическое моделирование (Calphad), построение термодинамических баз данных, а также проводят термодинамические и кинетические расчеты. Эти научные методы позволяют получить результаты, которые применяются для решения целого ряда промышленных задач при производстве и эксплуатации неорганических материалов. Центр также оснащен редким калориметрическим оборудованием последнего поколения (AlexSys, Setaram, ДСК Labsys Evo с 3D-детектором для измерения теплоёмкости, высокотемпературным ДТА SETSys (до 2400 гр. С)). Оно дает возможность измерять даже самые малые тепловые эффекты и работать с металлическими, керамическими и наноматериалами.

«Мы строим термодинамические базы данных, которые будут покрывать не просто отдельные фазы, а целые системы. Потом к этим данным добавляется кинетическая база данных, проводятся необходимые эксперименты. Это ключ к поиску наиболее оптимальных составов будущих материалов для народного хозяйства», — отметила Александра Хван.

В своей работе Центр термохимии материалов будет сконцентрирован на металлических, керамических и наноматериалах. Продукция лаборатории будет востребована в таких отраслях народного хозяйства, как автомобиле- и машиностроение, аэро-космическая отрасль, ядерная энергетика, металлургия, минералогия, а также в геохимии (наука о химическом составе Земли и планет), электрохимии и др. областях.

«Востребованность разработок университета многими отраслями промышленности не только в России, но и за рубежом, обязывает нас идти в ногу со временем и создавать лаборатории для проведения уникальных исследований на мировом уровне. Уверена, что деятельность высокопрофессионального коллектива Центра термохимии материалов будет способствовать как повышению научного потенциала нашего вуза, так и развитию отечественного материаловедения в целом» — прокомментировала ректор МИСиС Алевтина Черникова

Свои первые шаги в науке молодые исследователи — магистры, аспиранты, младшие научные сотрудники — делают в Центре под руководством известных учёных с мировым именем, лауреатов премии Юм-Розери Алана Динсдейла (2000) и Эндрю Уотсона (2013)

Центр термохимии материалов МИСиС сотрудничает и с подразделениями университета, и со сторонними организациями как внутри страны, так и за ее пределами. На его базе уже ведутся совместные проекты с крупными российскими партнерами (ИМЕТом, Выксунским металлургическим заводом), иностранными научными центрами (Техническим университетом Ахена, Исследовательским центром Юлиха, Технологическим институтом Карлсруэ, Йоханнесбургским университетом Витватерсранда), и ведущими международными компаниями-производителями научного оборудования и программного обеспечения- ThermoCalc AB, Setaram instrumentation, MSI GmbH.

Поделиться