Ученые разработают самостерилизующееся покрытие для чехлов на телефон на основе фотоактивных полимеров, убивающих вирусы и бактерии, рассказала Sibnet.ru сотрудник Института неорганической химии СО РАН Наталья Воротникова.
"Ученые создадут антивирусное покрытие для чехлов на телефон" Sibnet.ru, 27.11.2021
«Наша фотоактивная добавка к полимеру способна поглощать свет — энергию фотона и переходить в возбужденное состояние. Затем вещество эту энергию может передать молекуле кислорода, который в свою очередь переходит в активную форму. Образующийся синглетный кислород - сильный окислитель, который убивает бактерии и вирусы», — рассказала ученый.
По ее словам, ученые планируют создать полимерный материал с этой добавкой, которым можно будет обрабатывать чехлы смартфонов, например, в специальном сервисном центре. Самостерилизующимися материалами можно обрабатывать и другие поверхности — стойки регистрации, поручни в автобусах, столы.
Чтобы внедрить разработку в жизнь ученым потребуется сделать полимерный материал адаптивным для разных типов поверхностей, а также провести испытания, чтобы понять, как долго будет служить покрытие (ориентировочно больше года), как оно будет реагировать на воду и бытовую химию. На апробацию и доработку потребуется около полутора лет.
«Особенность нашей добавки в том, что для эффективной работы достаточно наличия дневного света», — добавила Наталья Воротникова.
По словам собеседницы, в мире существуют самостерилизующиеся материалы на основе серебра и диоксида титана. Но у серебра в отличие от новосибирской разработки нет противовирусной эффективности, а диоксид титана работает только под ультрафиолетовым излучением.
Для этого не нужно вносить какие-либо изменения в конструкцию устройств, достаточно нанести особую плёнку на некоторые элементы высокочувствительной техники.
ГТРК Вести Новосибирск, 20.11.2021
Прибор различает в кромешной тьме объекты и людей, благодаря небольшому устройству ─ микроканальной пластине. Она пронизана сетью тончайших микроканалов. Разработка высокотехнологичная, но и у неё есть предел возможностей. Преодолеть этот порог, сделать так, чтобы камера видела чётче и ярче без конструктивных изменений самого прибора ─ задача нетривиальная. Новосибирские учёные рискнули её решить.
По словам старшего научного сотрудника Института неорганической химии СО РАН Ксении Жериковой, разрабатывается способ покрытия внутренних стенок каналов, не меняя технологии. В качестве основы для покрытия новосибирцы предлагают использовать оксид магния. Научный трюк ─ в технологии нанесения. Вещество как облако обволакивает пластину, разлагается и оседает на поверхности микроканалов. Процесс происходит в реакторе под воздействием высоких температур.
Метод химического осаждения из газовой фазы хорош тем, что наносить покрытие можно на предметы любой формы. Это возможно за счёт того, что металлорганические соединения, из которых формируется покрытие, внутри реактора находятся в виде газового облака.
Однако возникла проблема: картинка настолько чёткая и яркая, что быстро «застывает», отпечатывается на экране навсегда. Это так называемый эффект памяти. Чтобы его избежать, химики испытывают оксид магния в паре с другими соединениями.
«Возникла проблема, которую мы стараемся решить путём добавления дополнительных металлов, чтобы при сохранении интенсивности изображения избежать появления эффекта памяти», ─ пояснила Ксения Жерикова.
Пока готовую разработку не предложила ни одна научная группа. Хотя известно, что эксперименты с покрытиями для многоканальных пластин давно и всерьёз ведут учёные нескольких стран. В случае удачного результата при относительно невысоких затратах производители в перспективе смогут улучшить характеристики приборов в разы. И не только для ночного видения, а, например, тепловизоров со схожим принципом работы.
Материалы о разработках сотрудников Института опубликованы на первой странице номера "Наука в Сибири" от 04 ноября 2021 года "Сибирские ученые выращивают кристаллы для поиска темной материи" и "В ИНХ СО РАН разрабатывают термобарьерные оксидные покрытия".
"Наука в Сибири" 04 ноября 2021
Сибирские ученые выращивают кристаллы для поиска темной материи.
В Институте неорганической химии им. А. В. Николаева СО РАН выращивают кристаллы для разведки нефти и других полезных ископаемых, изучения свойств нейтрино, а также для попытки регистрации частиц темной материи.
Оксидные кристаллы выращивают низкоградиентным методом Чохральского. Технология, начиная от синтеза особо чистых веществ — прекурсоров роста кристаллов, заканчивая обработкой и рециклированием отходов изотопно-обогащенного сырья, осуществляется полностью в ИНХ СО РАН. Для этого в институте разрабатывают и модернизируют ростовое оборудование с автоматическим весовым контролем. «Кристаллы готовятся под задачи заказчика. В космосе проводятся эксперименты, которые позволяют изучать составы космических лучей. Опыты глубоко под землей, нацеленные на поиск взаимодействий частиц, требуют совершенной радиационной защиты. Кристаллы ИНХ СО РАН позволяют создавать контур такой защиты и регистрировать интересные сигнальные события. Большой спектр применений — и в наземных экспериментах на коллайдерах. Одно из самых ярких и востребованных практических использований — позитронно-эмиссионная томография. Институт длительное время взаимодействует с компанией General Electric, производящей такие устройства»,— отметил министр науки и инновационной политики Новосибирской области кандидат физико-математических наук Алексей Владимирович Васильев. Монокристаллы преобразовывают ионизирующее излучение в свет, что позволяет регистрировать гамма-, рентгени прочие лучи, сложно выявляемые другим способом, а также расшифровывать события, о которых эти лучи сообщают. «С помощью наших кристаллов можно искать полезные ископаемые. Например, нефть прозрачна для гамма-излучения. Также их используют для попытки регистрации частиц темной материи и изучения свойств нейтрино», — рассказал заведующий лабораторией роста кристаллов ИНХ СО РАН кандидат химических наук Владимир Николаевич Шлегель. Кристаллы ИНХ СО РАН используются в проекте Korea Invisible Mass Search (Южная Корея) — подземном эксперименте по поиску массивных частиц со слабым взаимодействием, кандидатов в темную материю. Там будет установлено около 300 кристаллов молибдата лития. Также их изготовят для подземной лаборатории в Гран-Сассо (Италия). Туда планируется поставить 1 500 кристаллов общим весом около 500 кг. Подходящие для этих опытов кристаллы молибдата лития синтезируются только в Новосибирске. «Эти подземные заказы тонко настроены на качество кристаллов, и здесь ИНХ СО РАН вне конкуренции», — сказал директор института доктор химических наук Константин Александрович Брылев.
В ИНХ СО РАН разрабатывают термобарьерные оксидные покрытия.
Сотрудники лаборатории химии летучих координационных и металлорганических соединений Института неорганической химии им. А. В. Николаева СО РАН синтезируют оксиды и металлы, увеличивающие надежность морской и аэрокосмической техники, а также точность оптических приборов.
В последние годы в России активно ведутся исследования по созданию высокоэффективных газотурбинных установок большой мощности. В связи с этим новую актуальность получила задача увеличения КПД газотурбинных двигателей. Это стало возможным благодаря разработкам новых конструкционных материалов, которые получают в лаборатории химии летучих координационных и металлорганических соединений ИНХ СО РАН. Высокотехнологичные детали, изготавливаемые с термобарьерным керамическим покрытием, например лопатки газотурбинного двигателя, могут работать в более жестких и агрессивных условиях, а значит, быть более надежными и долговечными. Оксидные покрытия для них получают на основе оксидов циркония, гафния, скандия, индия, стабилизированных оксидами иттрия. «Установка в нашей лаборатории позволяет наносить керамические покрытия методами химического осаждения из газовой фазы на изделия сложной геометрической формы: лопатки турбин, газовых двигателей, аэрокосмической техники. Такого рода слой позволяет снизить температуру основного тела лопатки более чем на сто градусов, что приводит к увеличению температуры рабочего газового двигателя, а это сказывается на повышении удельных показателей эффективности изделий», — рассказал научный сотрудник ИНХ СО РАН кандидат химических наук Роман Александрович Шутников. Без применения покрытий из различных оксидов не обходится и производство высокоточных эмиссионных материалов, которые используются в создании оптико-механических, оптико-электронных устройств: тепловизоров, приборов ночного видения, оптических прицелов. Одними из ключевых предприятий в этом направлении являются Новосибирский приборостроительный завод, «ВМК-Оптоэлектроника», АО «Катод», для нужд которых в лаборатории действует испытательная установка.
Задачу продления срока службы самолётных и корабельных двигателей решают учёные Института неорганической химии СО РАН. Учёные создают тончайшие покрытия, которые должны защитить металл от жёстких условий эксплуатации и экстремально высоких температур.
ГТРК Вести Новосибирск, 29.10.2021
youtube Вести Новосибирск, 29.10.2021
Газотурбинные двигатели ─ сложнейшие инженерные конструкции. Их эксплуатируют на морских судах в крайне суровых температурных условиях. Внутри установки температура повышается до 1000 градусов. Чтобы продлить срок службы элементов, их покрывают особой защитной плёнкой.
Новосибирцы предложили свою оригинальную технологию.
«Исходный порошок засыпается в бункер, пары вещества попадают на поверхность сложной геометрической формы», ─ рассказывает научный сотрудник Института неорганической химии СО РАН Роман Шутилов.
В основе покрытия ─ оксиды циркония, иттрия, другие металлы с низкой теплопроводностью. В реакторе порошок преобразуется в газ. Облако частиц оседает на поверхности изделия, образуется прочный, долговечный слой, защищающий металл от трещин и сколов.
Первоочередная задача разработки ─ защита двигателя от высоких температур.
По словам Романа Шутилова, термобарьерное покрытие понижает температуру металлической основы лопатки как минимум на 100 градусов.
Покрытие позволит продлить срок службы элементов двигателей и эксплуатировать их в экстремальных условиях. Газотурбинные двигатели применяются в самолётах, вертолётах, различных летательных аппаратах и на морских судах, уточняет заведующая лабораторией Института неорганической химии СО РАН, профессор РАН Тамара Басова.
Преимущество метода ─ экономичность. Готовое изделие дешевле аналогов. Правда, признаются учёные, технология требует доработки оптимального состава покрытия и условий нанесения.
Работа выполнена под руководством профессора, д.х.н. Игоря Константиновича Игуменова.
© ИНХ СО РАН 1998 – 2024 г.