Научно-исследовательская деятельность кафедры ФНСиВТМ направлена на решение теоретических и прикладных задач в области синтеза и исследований новых типов материалов, адаптации этих материалов под современные технологии, исследования взаимосвязи физикохимических свойств материалов и их эксплуатационных параметров.
Коллектив кафедры специализируется на разработках в области новых технологий получения и применения дисперсных материалов, в том числе:
- Дисперсные системы из наночастиц, нановолокон, квантовых точек, порошков металлов и керамики, полимеров и композитов, коллоиды, эмульсии, суспензии, мицелярные системы;
- Функциональные наноструктурные покрытия различных типов (износостойкие, жаростойкие, с новыми электрофизическими свойствами и другие), полученные газофазными методами, методами осаждения- конденсации, жидкофазными и золь-гель технологиями;
- Высокотемпературные материалы (сверхтвердые материалы на основе алмаза и карбида бора, оксидная керамика, высокотемпературные термоэлектрики, наноструктурные микросферы, углеродные композиты, жаростойкие покрытия);
- Технологии возобновляемой энергетики, безкремниевая солнечная энергетика, кавитационный рециклинг промышленных отходов (шламы, шлаки, пыли);
- Биоаналитические системы на основе наночастиц полупроводников и благородных металлов для повышения продолжительности и качества жизни.
Основные научные направления деятельности кафедры (лаборатории, центра):
- Наноструктурные функциональные покрытия;
- Термоэлектрические и магнитные материалы;
- Разработка методик анализа влияния техногенных наноматериалов на природные системы;
- Создание новых методов исследований живых систем с использованием квантовых точек (полупроводниковых наночастиц) и наночастиц благородных металлов;
- Разработка новых типов огнеупорных материалов и керамики;
- Новые методы исследования дисперсных систем;
- Нанотоксикология и безопасность наноматериалов;
- Технологии рециклинга промышленных отходов с получением товарных продуктов;
- Технологии иммуноферментного и SERS анализов;
- Кавитационные методы интенсификации технологических процессов;
- Биосовместимые материалы и покрытия;
- Новые типы катализаторов гидрирования и полимеризации;
- Полупроводниковые наноматериалы (одномерные и двумерные) с особыми оптическими и электрическими свойствами.
Наиболее крупные проекты
В 2017 году были завершены работы по созданию принципиально нового для России класса полимерных композитов — высококонцентрированных полиолефиновых суперконцентратов на основ углеродных нанотрубок. При поддержке НИТУ МИСИС нашими партнерами из Тамбовского государственного технического университета была спроектирована и запущена новая технологическая линия, обеспечивающая производство полимерных концентратов на основе полиэтилена, полипропилена и полиамида, содержащих углеродные нанотрубки в концентрации до 50 % масс.
В рамках ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технического комплекса» кафедрой в 2017 году был успешно завершен ряд крупных проектов, к которым относятся:
- Разработка комплектов мембранных носителей для транспортировки (хранения) биологического материала и технологии их использования в ветеринарной лабораторной диагностике и эколого-эпизоотологическом мониторинге;
- Разработка методов получения катионоактивных нанопорошков железа с высокими каталитическими и сорбционными свойствами для комплексной очистки сточных вод от тяжелых металлов и стойких органических загрязнений;
- Биочиповые плазмонные аналитические системы на основе стабилизированных нанодисперсных коллоидов металлов для высокоэффективной экспресс-диагностики;
- Использование токсинов змеиных ядов, меченных функциональными наночастицами, для обнаружения эндогенных мишеней в клетках и тканях ex vivo с перспективой разработки новых диагностических и терапевтических средств;
- Разработка новых типов стоматологических материалов с антисептическими свойствами с использованием коллоидных наночастиц металлов;
- Разработка многослойных наноструктурированных жаростойких материалов и покрытий на их основе с заданной пористостью слоев для элементов ракетно-космической техники;
- Разработка металлоподобных композитов конструкционного назначения на основе наноструктурных углеродных наполнителей.
Одним из крупнейших проектов являлся выполняемый по заказу ПАО «Северсталь» НИОТКР «Разработка и освоение наукоемкой технологии производства хладостойкого и коррозионностойкого проката для изготовления прямошовных газонефтепроводных труб в рамках инфраструктурного развития ТЭК РФ с целью импортозамещения» (проект «Северкор»), основной задачей которого является создание нового коррозионно-стойкого проката, обеспечивающего существенное повышение эксплуатационного ресурса и снижение экологических рисков при эксплуатации нефтепромысловых трубопроводов.
