Эксπир
Регистрация / Вход

Разработка фундаментальных основ технологии получения материалов на основе нанокристаллических и наноструктурированных систем с суперионной и смешанной проводимостью для новых поколений химических источников тока

Работы должны проводиться в рамках критической технологии «Технологии создания и обработки кристаллических материалов». 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.

Соисполнители

Организация
ФНМ

Предложения

Разработка фундаментальных основ технологии получения новых поколений химических источников тока на основе нанокристаллических и наноструктурированных систем с суперионной и смешанной проводимостью
Тема
Разработка фундаментальных основ технологии получения новых поколений химических источников тока на основе нанокристаллических и наноструктурированных систем с суперионной и смешанной проводимостью
Входящий номер
351
Руководитель организации-инициатора
Лунин Валерий Васильевич

Этапы проекта

1
21.03.2007 - 31.05.2007
Цель работы - создание новых типов энергоемких, высокоэффективных и безопасных портативных источников тока и интегрированных устройств наноионики для преобразования и хранения энергии, задачи этапа – анализ научно-технической литературы и выработка основных направлений исследования. Объекты исследований - нанометровые образования на основе сложных смешанно-валентных оксидов переходных металлов. На данном этапе проведены анализ научно-технической литературы и патентный поиск, а также предварительные исследования по синтезу объектов исследования. Составлен литературный обзор и изготовлены опытные образцы нанотрубок, нановискеров и других наноструктурированных объектов.
В литературном обзоре подробно рассмотрены кристаллические структуры оксидов марганца, методы их получения и фазовые соотношения. Подробно рассмотрены кристаллические структуры протонированных форм оксидов марганца, а также фазовые соотношения в системах (Ba)-Mn-O и Li-(H)-Mn-O. Рассмотрены методы получения оксидов марганца, в том числе, керамический синтез в высокотемпературной области (T>1000oC), криохимический метод, метод соосаждения, синтез под давлением, гидротермальный и золь-гель методы, особенности выращивания монокристаллов (кристаллизация из растворов в расплавах солей, спонтанная кристаллизация). Основное внимание уделено методам получения одномерных структур, в том числе, вискеров, нитевидных кристаллов, нанопроволоки и наностержней, нанотрубок и нанопроволок. Специальный раздел посвящен химическим и электрохимическим методам получения протонированных форм оксидов марганца, процессам внедрения протонов и сопровождающим их структурным переходам, возможным механизмам восстановления оксидов марганца, а также применению протонированных оксидов марганца в качестве катодных материалов в химических источниках тока.
Развернуть
2
01.06.2007 - 31.10.2007
1. Изучено влияния химического состава, особенности
кристаллической структуры, механизма роста и ростовой микроморфологии вискеров, на их морфологию, дефектность и кристалличность.
2. Проведен анализ теРМОДИН~:fических и .кинетиqеских аспектов формирования на поверхности вискеров оксидных наноструктурированных покрытий с использованием подходов «мягкой химии» и самосборки сложных систем, а также взаимного влияния межфазной (поверхностной) наноструктурированной системы и вискера-носителя.
3. Оптимизирована методика полyqения нанотрубок (в частности, VOx, Ti02, МПО2) при темплатном и гидротермальном синтезе с целью сокращения продолжительности, энергоемкости и трудозатратности синтеза, увеличения выхода целевого продукта.
4. Исследованы структуры и морфологические особенности
нанотубуленов VOx, МпО2, нановискеров Мn02, F~Оз, LiFeP04, бронз на основе Ti02 и наноструктурированных систем на основе вискеров Вз-БМn24О48, Ба V 90Z с помощью сканирующей, просвечивающей электронной микроскопии, ИК-спектроскопии, ренгенофазового (рентгеноструктурного) и рентгенографического анализа, капиллярной адсорбции азота.
5. Изyqена динамика, стадийность и возможный механизм формирования нанотубулеНQВ, нановискеров, наноструктурированных объектов в указанных системах
б. Проведен мониторинг с помощью ренгенодифракционных методов и методов анализа локальной структуры (Мессбауэровская спектроскопия. и др.) изменений, происходящих с указанными нанообъектами в процессе их формирования.
7. Исследованы физико-химические характеристики нанотубуленов и нановискеров в указанных системах (термическая стабильность, дисперсность, площадь поверхности, средняя степень окисления переходных элементов).
8. Разработаны методы нанесения планарных и градиентных структур, в том числе с помощью микропечати.
9. Исследована эволюция разлиqных суспензиЙ синтезированных нанообъектов в полярных и неполярных растворителях, содержащих соответствующие поверхностно-активные вещества.
10. Исследованы электрохимические характеристики наносистем в циклах разряда-заряда в электрохимических яqейках с жидкими, полимерными и: твердыми электролитами методами хронопотеициометрии, циклической вольтамперометрии, а также электрохимической импедансной спектроскопии по сравнению с системами-аналогами. Проведен анализ особенностей и степени обратимости процессов интеркаляции-деиитеркаляции катионов (преимущественно лития и н) В полученные нанообъекты, а также их
2
  
последствий в контексте изменений структуры, микроморфологии И физикохимических характеристик ..
11. Разработаны технические требования к ТЗ на ОКР.

12. Обобщены результаты предыдущих этапов работ с оценкой полноты решения задач, эффективности и сравнением с современным научнотехническим уровнем.
13. Составлен и оформлен итоговый отчет.
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
МЛЦ МГУ
профинансировано
Продолжительность работ
2007, 7 мес.
Бюджетные средства
2 млн
Организация
ФГНУ "НИИ ВН при ТПУ"
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 и обработки кристаллических материалов» (мероприятие Программы 1.3)
Продолжительность работ
2007, 7 мес.
Бюджетные средства
58 млн
Количество заявок
106
Тема
Работы по проведению проблемно-ориентированных поисковых исследований и созданию научно-технического задела в области индустрии наносистем и материалов по критической технологии «Технологии создания и обработки композиционных и керамических материалов» (мероприятие 1.3 Программы)
Продолжительность работ
2007, 7 мес.
Бюджетные средства
58 млн
Количество заявок
121
Тема
Работы по проведению проблемно-ориентированных поисковых исследований и созданию научно-технического задела в области индустрии наносистем и материалов по критической технологии «Технологии создания и обработки полимеров и эластомеров» (мероприятие 1.3 Программы)
Продолжительность работ
2007, 7 мес.
Бюджетные средства
30 млн
Количество заявок
64
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