Эксπир
Регистрация / Вход

Разработка физических основ создания адсорбционного фильтра на основе металлических пентагональных
наночастиц

Работы должны проводиться в рамках критической технологии «Технологии создания мембран и каталитических систем». Работы должны соответствовать по предполагаемому исполнению лучшим мировым стандартам. Создаваемый научно-технический задел должен обеспечивать в будущем проведение опытно-конструкторских и технологических работ на конкурентном уровне. Результаты работ должны способствовать дальнейшему инновационному развитию российских технологий в данном приоритетном направлении Программы.

Этапы проекта

1
12.03.2007 - 31.08.2007
Впервые разработан и создан макет фильтра, в котором на сеточный каркас с микронными ячейками нанесен адсорбционный слой из металлических пентагональных нано и микрочастиц и микротрубок, обладающих высокой адсорбционной способностью. Проведен анализ состояния вопроса, проработана научно-техническая литература, подготовлен отчет о патентных исследованиях. Исследованы механизмы и разработаны модели образования внутренней полости в пентагональных частицах. Показано, что в пентагональных микрочастицах в процессе их роста при электрокристаллизации или посредством отжига можно сформировать внутренние полости. Разработаны эффективные рациональные методы вскрытия внутренних полостей в пентагональных микрочастицах, авторские методики исследования. Доказано, что микрочастицы и трубки с полостью относятся к нанообъектам и обладают наносвойствами. На сегодняшний день проводятся в аккредитованных независимых лабораториях испытания различных макетов фильтра и получены обнадеживающие результаты о возможности применения таких фильтров в медицинских учреждениях для очистки крови и физиологической жидкости, на химических предприятиях для очистки сточных вод, в быту для очистки питьевой воды, в пищевой промышленности для очистки и фильтрации ликероводочных и безалкогольных напитков. В результате проведенных исследований создан научно-технический задел для разработки опытно-промышленной технологии получения нанофильтров, предназначенных для конкретной области использования.
Развернуть
2
01.09.2007 - 31.10.2007
Проведен анализ и обобщены результаты исследований, выполненных на предыдущем этапе.
- В проекте впервые были проведены электрохимические исследования начальной стадии зародышеобразования медных пентагональных частиц на индифферентной подложке и был осуществлен выбор оптимальных параметров электроосаждения.
- Методами просвечивающей, сканирующей электронной микроскопии, а также электронной дифракции впервые исследована морфология и структура пентагональных нано- и микроразмерных частиц с внутренней полостью, полученных методом электроосаждения из раствора электролита. Проведенные нами исследования позволили выявить особенности строения пентагональных нанообъектов с полостью внутри.
- В работе теоретически разработано и экспериментально подтверждено 3 механизма образования и роста ПК при электроосаждении из раствора электролита: дисклинационный механизм образования ПК из двумерных кристаллических зародышей; модель роста ПК из декаэдрического кластера; модель роста ПК из икосаэдрического кластера.
  - Обосновано и экспериментально подтвержден дисклинационный механизм происхождения пентагональных нано и микрочастиц, являющихся основой адсорбционного слоя в новом фильтре.
- Обоснована и подтверждена основная идея проекта: формирования в процессе роста пентагональных частиц и трубок внутренних полостей.
- В настоящей работе разработаны физические основы теории тепло- и массообмена в наночастицах на начальных этапах их роста. Впервые составлена и обоснована диаграмма фазовых переходов в наночастицах, в том числе с пентагональной симметрией, формирующихся при электрокристаллизации меди на индифферентных подложках с учетом неоднозначности температуры фазовых переходов первого рода.
- В данном проекте намечены пути получения методом электроосаждения малых частиц с заданными свойствами.
- Разработана конструкция и изготовлен макетный образец фильтра для проведения испытаний эффективности и адсорбционной способности нового адсорбирующего материала на основе пентагональных частиц меди и наночастиц серебра. Проведены испытания макета фильтра, в том числе: в аккредитованной лаборатории Тольяттинского филиала специализированной гидрометеорологической обсерватории и лаборатории технологического и химического контроля Тольяттинского вино-водочного завода «ТАЛКО». В «ТАЛКО» выпущена экспериментальная партия водки, очищенная с помощью фильтра с адсорбционным слоем из наночастиц серебра.
- Опытные образцы адсорбирующего слоя для фильтра получены методом электроосаждения наночастиц металла на сетку с варьируемыми размерами ячейки от десятков нанометров до десятков мкм. В качестве адсорбирующего слоя использовались пентагональные нано и микрочастицы меди и серебра. В качестве подложек сетки из нержавеющей стали.
Развернуть

Программа

Программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы"

Программное мероприятие

1.3 Проведение проблемно-ориентированных поисковых исследований и создание научно-технического задела в области индустрии наносистем
Продолжительность работ
2007, 7 мес.
Бюджетные средства
2 млн
Организация
ИФМ РАН
профинансировано
Продолжительность работ
2007, 7 мес.
Бюджетные средства
2 млн
Организация
ИПХФ РАН
профинансировано
Продолжительность работ
2007, 7 мес.
Бюджетные средства
1,9 млн
Организация
ИОНХ РАН
профинансировано
Тема
Работы по проведению проблемно-ориентированных поисковых исследований и созданию научно-технического задела в области индустрии наносистем и материалов по критической технологии «Технологии создания мембран и каталитических систем» (мероприятие Программы 1.3)
Продолжительность работ
2007, 7 мес.
Бюджетные средства
30 млн
Количество заявок
74
Тема
Работы по проведению проблемно-ориентированных поисковых исследований и созданию научно-технического задела в области живых систем
Продолжительность работ
2007, 8 мес.
Бюджетные средства
72 млн
Количество заявок
48
Тема
Работы по проведению проблемно-ориентированных поисковых исследований и созданию научно-технического задела в области живых систем по критической технологии «Биомедицинские и ветеринарные технологии жизнеобеспечения и защиты человека и животных»
Продолжительность работ
2007, 8 мес.
Бюджетные средства
72 млн
Количество заявок
136
Тема
Работы по проведению проблемно-ориентированных поисковых исследований и созданию научно-технического задела в области живых систем по критической технологии «Геномные и посттеномные технологии создания лекарственных средств» (мероприятие 1.2 Программы)
Продолжительность работ
2007, 8 мес.
Бюджетные средства
72 млн
Количество заявок
43
Тема
Работы по проведению проблемно-ориентированных поисковых исследований и созданию научно-технического задела в области живых систем по критической технологии «Технологии биоинженерии» (мероприятие 1.2 Программы)
Продолжительность работ
2007, 8 мес.
Бюджетные средства
72 млн
Количество заявок
49