Информация о материале

Обновлено: 11 апреля 2023

 Из истории   Научные задачи    

Сотрудники лаборатории 

 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. Внутренняя подвижность в твердом теле
С.П. Габуда, Р.Н. Плетнев, М.А. Федотов  «Ядерный магнитный резонанс в неорганической химии» Москва, Из-во Наука. 1988 г., 214 с. ЯМР в неорганической химии	С.П. Габуда, Р.Н. Плетнев «Применение ЯМР в химии твердого тела» Из-во: Екатеринбург, 1996 г., 457 с.	А. А. Гайдаш, В. Г. Николаев, С. П. Габуда «Структура миокарда, печени, почек и физико-химические свойства костной ткани при воздействии природных цеолитов и фтора» Из-во: Красноярская государственная медицинская академия, г. Красноярск, 2005.	Yuryeva E.I., Gabuda S.P., Pletnev R.N.  «Quantum Chemistry and Nuclear Resonance Spectroscopy Data of Natural and Synthetic Nanotechnological Materials with nd-Metal Atoms Participations» Editors: Erik O. Hoffman, Nova Science Publishers Inc, 2007, 91 pages.	Габуда С.П., Козлова С.Г. «Неподеленные электронные пары и химическая связь в молекулярных и ионных кристаллах» Издательство СО РАН, 2009 г., 164 c	Gabuda S.P., Kozlova S.G. «Рlatinum and Uranium Hexafluorides: Structural Chemistry, NMR, Thermodynamic and Magnetic Properties, Effects of Spin-Orbit Interactions»? Editors: D.A. Morrison, Nova Science Pub Inc., 2010, 77 pages.

A. M. Panich, R. M. Sardarly, "Physical Properties of the Low-Dimensional A3B6 and A3B3C Compounds". Nova Science Publishers, New York, USA, 2010, 287 pages. Работа по тематике этой монографии была начата в 80-х годах прошлого века в лаборатории радиоспектроскопии ИНХ СО АН СССР по инициативе и под руководством профессора С. П. Габуды, а затем продолжена мною  в Университете им. Бен-Гуриона в Израиле. В монографии представлены результаты, полученные в лаб. радиоспектроскопии в 1983-1990 г., и имеются ссылки на соответствующие работы: 1. E. V. Kholopov, A. M. Panich, N. K. Moroz and Yu. G. Kriger, Instability of the Quasi-One-Dimensional Atomic Chain in TlHF2. Soviet Physics JETP 57, 632-635 (1983). (Zhurnal Eksperimentalnoi i Teoreticheskoi Fiziki 84, 1091-1096 (1983)). 2. A. M. Panich, S. P. Gabuda, N. T. Mamedov and S. N. Aliev, Nuclear Magnetic Resonance of 203Tl and 205Tl in the Ternary Layered Semiconductors    TlInS2, TlGaS2 and TlGaSe2 .Soviet Physics Solid State 29(12), 2114 (1987). (Fizika Tverdogo tela 29(12), 3694-3696 (1987)). 3. N. T. Mamedov, E. S. Krupnikov and A. M. Panich, Phase Transitions in the TlGaSe2 Layered Crystals. Soviet Physics Solid State 31(1), 159-160 (1989). (Fizika Tverdogo tela 31(1), 290-292 (1989)). 4. A. M. Panich, Nuclear Magnetic Shielding, Indirect Spin-Spin Interactions and Phase Transitions in the TlGaTe2 Single Crystal. Soviet Physics Solid State 31(10), 1814-1815 (1989). (Fizika Tverdogo tela 31(10), 279-281 (1989)). 5. N. T. Mamedov, and A. M. Panich, Phase Transition in TlGaTe2. Physica Status Solidi (a) 117, K15-K17 (1990). Панич Александр Моисеевич, сотрудник лаборатории радиоспектроскопии (зав.лаб. профессор, д.ф.м.н. С.П. Габуда)

Фундаментальные научные проблемы, развиваемые лабораторией  

Основным научным направлением деятельности лаборатории является исследование свойств неорганических веществ и природы химической связи экспериментальными и теоретическими методами. 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.

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:

- Изучение природы химической связи в системах с многоцентровыми взаимодействиями.
- Исследование ионной и молекулярной подвижности и химической связи в координационных и кластерных соединениях.
- Исследование магнетохимических и термодинамических свойств координационных и кластерных соединений. 

Вложения:

Постер лаборатории на праздновании 60-летия ИНХ СО РАН (2017)

Фотоархив

2017:

Информация о материале

Обновлено: 11 апреля 2023

Из истории   Научные задачи  Прикладные задачи  Оборудование  Партнеры   

Сотрудники лаборатории 

 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 по 2018 год заведующим лабораторией являлся д.ф-м.н. В.А. Надолинный.  В настоящее время лабораторией руководит к.ф-м.н. Шевень Дмитрий Григорьевич. 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.

6. 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

Постер лаб. 554 на праздновании 65-летия ИНХ СО РАН (2022)

Фотоархив