ИНХ СО РАН 526

 Из истории   Научные задачи  Прикладные задачи   Партнеры   

Сотрудники лаборатории 

Заведующий лабораторией д.ф.-м.н. КОЗЛОВА
Светлана Геннадьевна
59-75 330-75-31(с.) 117(III)
Заместитель заведующего д.ф.-м.н. МОРОЗ 
Николай Клавдиевич
54-17   113(III)
Материально-ответственн. БУРМАТОВА
Татьяна Агеевна
54-15   111(III)
  ГАЛЛЯМОВ Марсель Рустамович 54-17, 57-11   113(III), 124(I)
  ГУЗЕВА
Елена Леонидовна
57-17   223(I)
  к.ф.-м.н. ИГОШКИН Антон Михайлович 54-12 330-75-31 104а(III)
  КОМПАНЬКОВ
Николай Борисович
57-11 316-58-35 124(I)
  к.ф.-м.н. КОРОТАЕВ Евгений Владимирович 53-28   115(I)
  к.ф.-м.н. КРЮЧКОВА
Наталья Анатольевна
55-15 316-53-41 124а(II)
  ЛАВРУХИНА Светлана Александровна 57-17 316-53-41 223(I)
  д.ф.-м.н. МАЗАЛОВ
Лев Николаевич
53-60 330-64-33 221(I)
  к.ф.-м.н. МАЙНИЧЕВ
Дмитрий Александрович
54-12, 57-11 330-75-31 104а(III), 124(I)
  к.ф.-м.н. МИРЗАЕВА
Ирина Валерьевна
54-12, 57-11 330-75-31 104а(III), 124(I)
  к.х.н. НИЗОВЦЕВ Антон Сергеевич 54-17 330-75-31 113(III)
  ПЕРЕГУДОВА Наталья Николаевна 57-17 316-53-41 223(I)
  к.ф.-м.н. ПИЩУР
Денис Петрович
57-13, 59-67   108(I), 109(III)
  к.ф.-м.н. РЫЖИКОВ Максим Раисович 54-12 330-75-31 104а(III)
  к.ф.-м.н. СЁМУШКИНА Галина Игоревна 57-17 316-53-41 223(I)
  СТЕПНОВ Дмитрий Андреевич 59-67   109(III)
  ТКАЧЁВ
Сергей Викторович
57-63, 57-11 330-34-88(с.), 316-58-35(с.) 112(I), 124(I)
  к.ф.-м.н. ФЕДОРЕНКО Анастасия Дмитриевна 57-17 316-53-41 223(I)
  аспирант АНДРЕЕВА Александра Юрьевна  57-63 andreeva@ 112(I)
  аспирант СЫРОКВАШИН Михаил Михайлович 53-28, 55-15 syrokvashin@ 115(I), 124а(III)

 

 Из истории

Лаборатория физической химии конденсированных сред  ИНХ СО РАН создана  в 2002 году на базе лаборатории термодинамических исследований (зав. лабораторией - д.х.н., профессор И.Е. Пауков) и группы магнитного резонанса (руководитель д.ф.м.н. Н.К. Мороз) и магнетохимии (д.х.н. В.Н. Икорский). Зав.  лабораторией -   д.ф.-м.н. С.Г. Козлова.

Лаборатория термодинамических исследований была основана в 1959 году чл.- корр. АН СССР Петром Георгиевичем Стрелковым, учеником Лауреата нобелевской премии, академика Петра Леонидовича Капицы. Основным научным направлением деятельности лаборатории являлось изучение термодинамических свойств индивидуальных веществ и соединений методами прецизионной калориметрии при  низких температурах (от 1,5 К до ~360 К).  Уровень научной активности и результаты термодинамических исследований лаборатории на протяжении всего периода ее деятельности соответствовали уровню одного из центров мировой прецизионной калориметрии. Полученные термодинамические данные вошли в мировые базы данных и используются в качестве ключевых в справочной литературе, в банках данных Российских и международных организаций, в частности, КОДАТА.

Группа магнитного резонанса и магнетохимии  выделилась из лаборатории радиоспектроскопии в 1991 г. Лаборатория радиоспектроскопии создавалась по решению Президиума СО РАН в 1973 г., зав. лабораторией профессором, д.ф.-м.н. С.П. Габудой.  Научным направлением деятельности лаборатории являлось изучение магнетохимических свойств, электронного строения конденсированных фаз,  эффектов  молекулярной, ионной (и протонной) динамики, элементарных актов переноса электронов, как в простых, так и сложных системах. Научные результаты лаборатории отмечены Государственными премиями Российской федерации по науке и технике, присужденными С.П. Габуде и Н.К. Морозу (в составе авторского коллектива) за работу «Радиоспектроскопические и квантово-химические методы исследования в химии твердого тела» (1995 г.), и В.Н. Икорскому (в составе авторского коллектива) за работу «Полиядерные соединения: молекулярные магнетики и катализ» (2002). Деятельность лаборатории характеризует ряд изданных монографий:

С.П. Габуда, С.В. Земсков
«Ядерный магнитный резонанс в комплексных соединениях» Новосибирск, 
Из-во Наука, 1976 г., 82 с.
С.П. Габуда, Ю.В. Гагаринский, С.А. Полищук
«ЯМР в неорганических фторидах. Структура и химическая связь». 
Москва, Из-во Атомиздат, 1978 г., 205 с.
С.П. Габуда, А.Ф. Ржавин
«ЯМР в кристаллогидратах и гидратированных белках»
Новосибирск: Из-во Наука, 1978 г., 160 с.
С.П. Габуда
«Связанная вода. Факты и гипотезы» 
Новосибирск, Из-во Наука, 1982 г., 159 с.
Н.К. Мороз,  Ю.Г. Кригер 
«Ядерный магнитный резонанс и водородная связь в кристаллах»
Новосибирск, Из-во Наука, 1982 г., 105 с.
С.П. Габуда, А.Г. Лундин 
«Внутренняя подвижность в твердом теле». 
Новосибирск, Из-во Наука, 1986 г., 174 с.
С.П. Габуда, Р.Н. Плетнев, М.А. Федотов 
«Ядерный магнитный резонанс в неорганической химии»
Москва, Из-во Наука. 1988 г., 214 с.
С.П. Габуда, Р.Н. Плетнев
«Применение ЯМР в химии твердого тела»
Из-во: Екатеринбург, 1996 г., 457 с.

 

Фундаментальные научные проблемы, развиваемые лабораторией  

Основным научным направлением деятельности лаборатории является исследование свойств неорганических веществ и природы химической связи экспериментальными методами ЯМР-спектроскопии, низкотемпературной прецизионной калориметрии, магнетохимии, и теоретическими методами квантовой химии. В числе приоритетных проблем лаборатории является изучение  взаимодействий на темплатном уровне самоорганизации системы, приводящих к ее триггерному поведению. Данные проблемы имеют перспективы в разработке физико-химических подходов к решению задач в области нанотехнологий.

Объектами для исследований являются координационные и кластерные соединения, синтезируемые в Институте неорганической химии им. А.В. Николаева СО РАН, а также различные природные композиты и супрамолекулярные соединения включения групп алюмосиликатов, биополимеров и бионеорганических комплексов с  наножидкостями («цеолитной водой») в условиях квантового ограничения.

Деятельность лаборатории определяется  научными направлениями Института неорганической химии им. А.В.Николаева СО РАН «Химическая термодинамика неорганических систем» и  «Кристаллохимия и электронное строение неорганических веществ»

В настоящее время в лаборатории развиваются следующие научные направления:

  • Исследование термодинамических свойств супрамолекулярных и темплатных систем и получение прецизионных  данных по теплоемкости и энтропии в широком интервале температур.
  • Исследование магнетохимических и термодинамических свойств координационных и кластерных соединений.
  • Исследование ионной и молекулярной подвижности и химической связи в координационных и кластерных соединениях методами ЯМР спектроскопии.
  • Изучение природы химической связи в системах с многоцентровыми взаимодействиями методами квантовой химии.
  • Исследование физико-химических свойств ионно-молекулярных комплексов и нанокапиллярных жидкостей в ультратонких каналах координационных и кластерных соединений,  в нанопористых алюмосиликатах, биополимерах и бионеорганических композитах. 

 

Прикладные задачи, решаемые и разрабатываемые лабораторией   

Основным направлением прикладных работ является  усовершенствование настольного малогабаритного спектрометра ядерного магнитного резонанса (ЯМР) для количественного определения водорода в материалах, исследований и анализа водородсодержащих твердых веществ, в том числе водородсодержащих минералов и материалов.

Персональный table-on спектрометр 
ЯМР-МИКРО

Разработанный и  реализованный проект портативного автоматизированного твердотельного ЯМР-спектрометра (фото) может эксплуатироваться как в лабораторных, так и в полевых условиях, может также  использоваться в качестве  прибора для физического лабораторного практикума в высших учебных заведениях РФ.  Данный прибор показал хорошие параметры при  исследованиях состава, динамики и способов вхождения атомов водорода в структуру веществ, перспективных для водородной энергетики. На базе этого прибора ведется разработка новых экспериментальных подходов в области физической химии, в частности, изучение  in situ механизмов сорбции и способа вхождения атомов водород-содержащих молекул  в структуру твердотельных систем.

 

Международные связи    

  • Институт им. Иозефа Стефана, г. Любляна, Словения.
  • Университет  штата Флорида, Департамент химии и биохимии,  г. Талахасси, шт. Флорида, США.
  • Алгарвийский Университет в г.Фаро, Португалия.
  • Бристольский университет, Великобритания. 

 Из истории   Научные задачи  Прикладные задачи  Оборудование  Партнеры   

Сотрудники лаборатории 

Заведующий лабораторией д.ф.-м.н. НАДОЛИННЫЙ Владимир Акимович 55-35 330-95-15 113(II)
Заместитель заведующего к.х.н. ПЕРВУХИН Виктор Владимирович 57-42   132(II)
Материально-ответственн. Лисковская Анна Владимировна 53-26, 55-31 316-51-41 127(II), 220(II)
  к.ф.-м.н. АНТОНОВА Ольга Викторовна 55-35 330-95-15 113(II)
  к.х.н. БОГУСЛАВСКИЙ Евгений Георгиевич 59-54   128(II)
  БОЛОБОЛОВ Устин Петрович 55-80   120(II)
  к.х.н. ДАНИЛЕНКО Андрей Михайлович 59-54   128(II)
  КИРЕЕНКО Ирина Борисовна 55-39, 55-28   329(I), 250(всп.)
  КИРИЛЛОВ Вячеслав Иванович 55-39, 55-28   329(I), 250(всп.)
  КОВАЛЁВ Дмитрий Петрович 55-80 330-95-15 120(II)
  к.т.н. КОЛОМИЕЦ Юрий Николаевич 53-73   111(I)
  к.ф.-м.н. РЯДУН Алексей Андреевич 55-35 330-95-15 113(II)
  к.ф.-м.н. РАХМАНОВА Мариана Ивановна 57-78 330-95-15 216(I)
  ЮРЬЕВА Ольга Петровна 57-78   216(I)
  к.ф-м.н. ШЕВЕНЬ Дмитрий Григорьевич 57-42   132(II)
  аспирант КОМАРОВСКИХ Андрей Юрьевич 53-36 330-95-15 126(II)
  аспирант БЕРЁЗИН Алексей Сергеевич 53-36 330-95-15 126(II)

 

 Из истории

Лаборатория организована в 1973 году для решения задач по разработке детекторов обнаружения взрывчатых веществ по запаховому образу. Такая задача была поставлена Институту неорганической химии СО РАН по постановлению ЦК КПСС и Правительства СССР в связи с проведением в 1980 году Олимпийских Игр в г. Москва. Заведующим лаборатории был назначен к.х.н. Вадим Михайлович Моралев. Лаборатория входила в отдел специального неорганического синтеза, руководителем которого был талантливый ученый д.х.н. И.И. Яковлев.  Лаборатория первоначально называлась лабораторией Радиационной химии, поскольку научные интересы В.М. Моралева лежали в области радиационной химии. На лабораторию в рамках поставленной задачи предстояло определить состав паров над промышленными ВВ, определить давление паров и в составе исполнителей из других институтов СО РАН разработать принципы создания детектора на пары ВВ. Такой прибор был сделан к Олимпиаде и прошел испытание в аэропортах г. Москвы во время проведения Олимпиады. Разработка этого хроматографа была удостоена премии Ленинского Комсомола в области науки и техники. В.М. Моралев приложил много сил по комплектации научными кадрами и оснащению лаборатории самым современным импортным оборудованием. Сотрудники лаборатории защитили 11 кандидатских и 4 докторских диссертации (В.И. Лаврентьев, М.П. Анисимов, В.А. Надолинный, В.Г. Костровский). C 1994 года заведующим лабораторией является д.ф-м.н. В.А. Надолинный.  В настоящее время лаборатория входит в отдел структурной химии и выполняет широкий спектр работ по характеризации новых соединений, синтезируемых в ИНХ и других институтах СО РАН.

 

Фундаментальные научные проблемы, развиваемые лабораторией  

 

Исследование реальной структуры и электронного строения новых классов соединений.
В число задач входят:

  1. Синтез и исследование новых классов летучих кремний-органических соединений, соединений фуллеренов с нитроксильными радикалами и ионами переходных металлов.
  2. Самоорганизация молекулярных пленок и ЭПР исследования (на основе оригинального программного обеспечения)пространственного расположения молекул в структуре молекулярных пленок.
  3. Исследование особенностей вхождения ионов переходных металлов в структуру новых классов оксидных кристаллов, влияющих на сцинтилляционные свойства кристаллов.
  4. Разработка новых принципов в масс-спектрометрии для детектирования сверхнизких концентраций примесей в растворах и газах и разработка универсального метрологического обеспечения для методов газового анализа. 

 

Прикладные задачи, решаемые и разрабатываемые лабораторией   

  1. Разработка технологических процессов нанесения защитных покрытий на сплавы вентильных металлов (алюминия, титана, магния, циркония и т.д.).
  2. Разработка новых способов ионизации газовой пробы на входе масс-спектрометра с ионизацией при атмосферном давлении.
  3. Разработка люминесцентного детектора паров ВВ.
  4. Разработка метрологического обеспечения для газоаналитической аппаратуры на пары легколетучих соединений и соединения с низким давлением насыщенных паров и склонных к сорбции.

Важнейшие результаты прикладных работ лаборатории, включая прогноз на будущее; какие разработки уже используются или могут быть использованы в ближайшее время в современной технике или технологии; что необходимо сделать для завершения таких работ.

  1. Разработаны технологические условия нанесения защитных микроплазменных покрытий на сплав алюминия Д16, обладающих низким коэффициентом трения и упрочняющих поверхность детали. Эти свойства покрытий легли в основу разработки волоки из сплава Д16 с упрочняющим микроплазменным покрытием  для волочения алюминиевых труб на заводе «Химконцентратов». Использование такой волоки позволяет снизить рабочую температуру при волочении труб на 20 градусов, обеспечить меньший разброс по диаметру и сделать более однородную структуру стенок алюминиевых труб, что обеспечивает требования МинАтома к такого сорта продукции.
  2. Разработаны технологические условия нанесения износостойких покрытий         на сплав алюминия Д16. Это позволило заменить детали из твердосплава в технологической цепочке  на заводе «Искра» на детали из Д16 и увеличить ресурс работы деталей (нитеводителей) ~  на два порядка.
  3. В рамках проекта CRDF при финансировании министерством военно-воздушных сил США выполнена работа по исследованию антикоррозионных свойств микроплазменных покрытий.
  4. Для масс-спектрометра с ионизацией при атмосферном давлении разработана и изготовлена система ионизации газовых проб, позволившая уйти от дискриминации ионов на входе в масс-спектрометр и исключить недостатки ионизации коронным разрядом и радиактивным источником. Рассчитана и изготовлена квадрупольная линза, позволившая увеличить чувствительность масс-спектрометра  примерно на порядок.
  5. Разработан и изготовлен в рамках Госконтракта для ФСБ РФ метрологический стенд для поверки вихревых пробоотборных устройств и хроматографов типа «ЭХО», предназначенных для обнаружения ВВ по их запаховому образу (см. Рис.4).
Рис. 4. Общий вид метрологического стенда.
  1. Проведены исследования по поиску газофазных реакций конверсии паров нитросоединений в люминофоры. Работы проводились в рамках задачи по созданию люминесцентного детектора паров ВВ. На лабораторном стенде показана высокая чувствительность такого метода для регистрации паров ВВ. В ближайшее время будут продолжены работы по разработке макета люминесцентного детектора.

 

 

Список уникального оборудования лаборатории

  1. Модифицированные и автоматизированные  ЭПР спектрометры Е-109 фирмы Varian и ER-200 фирмы Bruker. Рабочие частоты – 9.5 и 35.5 Ггц, интервал температур 4 – 500 К.
  2. Масс-спектрометр с ионизацией при атмосферном давлении, впервые разработанный в России.
  3. Газовый хроматограф с пламенным детектором и детектором электронного захвата «Хроматэк Кристалл 5000»
  4. Разработанный пакет программного обеспечения для расчета параметров спектров ЭПР монокристаллов, который превосходит уровень, имеющийся в ведущих группах мира.
  5. Разработанный пакет программного обеспечения для расчета параметров спектров ЭПР частично упорядоченных структур и текстур, позволяющий проводить оценку пространственного расположения исследуемого парамагнитного комплекса относительно подложки.

 

Сотрудничество и международные связи    

  • Институт физики полупроводников СО РАН,
  • Институт органической химии СО РАН,
  • Институт минералогии и петрографии СО РАН,
  • Институт ядерной физики СО РАН,
  • Институт лазерной физики СО РАН,
  • Институт химической кинетики и горения СО РАН,
  • Институт химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН,
  • Институт теоретической и прикладной механики СО РАН,
  • Завод «Искра»,
  • Завод «Сибэлектротерм»,
  • Завод «Химконцентратов»,
  • ОАО «Сибнефтеавтоматика», Тюмень,
  • Институт клинической и экспериментальной медицины Мед. АН.
  • ФСБ РФ
  • Oxford University, 
  • Warwick University
  • Исследовательская лаборатория AFOSR, США
  • KIST, Корея