Эксπир
Регистрация / Вход

Разработка технологии получения структурированных пьезоэлектрических материалов и создание на их основе компонентов систем перемещения, в том числе медицинского назначения, в микро- и нано диапазонах

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Проект
02.513.11.3214
Организация
НИТУ "МИСиС", МИСиС
Руководитель работ
Малинкович Михаил Давыдович
Продолжительность работ
2007 - 2008, 17 мес.
Бюджетные средства
9 млн
Внебюджетные средства
2,4 млн

Разработка новых методов проектирования и конструирования нано- и микроробототехнических систем, в том числе для офтальмологии и их компонентов для обеспечения перемещения этих систем.

Соисполнители

Организация
ЗАО "ТЭРИФ-Н"

Этапы проекта

1
16.05.2007 - 30.09.2007
Цель первого этапа работы – определение способов создания структурированных пьезоэлектрических материалов для изготовления на их основе компонентов систем перемещения, в том числе медицинского назначения.
Для этого необходимо было решить следующие задачи: выбор пьезоэлектрического материала, определение наиболее предпочтительных способов формирования в нем упорядоченной доменной структуры, которые позволят создать рабочие элементы для электромеханических систем перемещения с параметрами, сформулированными в ТЗ.
2. Работы, выполненные на отчетном этапе:
Проведен анализ научно-технической литературы, выполнены патентные исследования по ГОСТ 15.011-96, рассчитаны зависимости величин изгибных деформаций от напряженности электрического поля монокристаллов с упорядоченной доменной структурой разных геометрических параметров, рассчитаны зависимости коэффициента электромеханической передачи в двухдоменных образцах от угла между вектором поляризации и плоскостью междоменных границ, разработан и изготовлен экспериментальный образец многофункциональной лазерной системы в ИК, видимом и УФ спектральных диапазонах и проведены пробные эксперименты по формированию доменов импульсным световым воздействием.
3. Результаты:
Из анализа научно-технической литературы следует, что наиболее предпочтительными пьезоэлектрическими материалами для применения в электромеханических системах являются монокристаллы ниобата лития. Применение этих монокристаллов возможно при условии формирования в них упорядоченной доменной структуры.
Проведенные патентные исследования позволили сделать вывод о том, что существующие способы формирования доменной структуры в монокристаллах не позволяют создавать домены больших размеров и плоской междоменной границей, что требуется для применения монокристаллов для создания рабочих элементов систем перемещения.
Проведенные расчеты зависимостей величин изгибных деформаций от напряженности электрического и коэффициента электромеханической от угла между вектором поляризации и плоскостью междоменных границ позволяют определить возможный диапазон перемещения и наиболее оптимальные кристаллографические срезы при изготовление рабочих элементов.
Созданная лазерная установка позволит отработать один из способов формирования доменной структуры – импульсным световым воздействием.
Проведенные пробные эксперименты позволили сделать вывод о перспективности такого подхода.
Развернуть
2
01.10.2007 - 31.12.2007
Краткое описание выполненных работ:
Сделан анализ влияния условий получения упорядоченных доменных структур послеростовым электротермическим методом в сегнетоэлектрических монокристаллах на параметры рабочих элементов для робототехнических устройств. Разработана методика создания упорядоченных доменных структур в объемных монокристаллических образцах с заданным вектором поляризации относительно плоскости границ методом электротермической обработки вблизи температуры фазового перехода. Разработан макет экспериментальной установки для формирования упорядоченных доменных структур электротермическим методом. Составлен и рассмотрен промежуточный отчет.
Развернуть
3
01.01.2008 - 30.06.2008
Составлена компьютерная программа, при помощи которой осуществлен расчет распределения пространственно неоднородной напряженности электрического поля в образцах монокристалла ниобата лития с целью прогнозирования структуры формируемых доменов в зависимости от технологических параметров,
  Создан макет экспериментальной установки, на которой осуществлено формирование бидоменной структуры в пластинах монокристаллов ниобата лития, высокоразрешающими методами исследована топография междоменных границ,
  Измерены электромеханические характеристики бидоменных образцов, полученные результаты сопоставлены с данными компьютерного программирования.
Развернуть
4
01.07.2008 - 31.10.2008
Задачи, выполнение которых было предметом настоящего проекта – решены в полном объеме.
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
Тема
Разработка нано- и микроробототехнических систем медицинского назначения.
Продолжительность работ
2007 - 2008, 17 мес.
Бюджетные средства
18 млн
Количество заявок
7
Тема
Создание метрологического комплекса для измерений характеристик текстуры большепольной поверхности на основе мультисенсорной зондовой микроскопии и динамической меры перемещения нанометрового диапазона.
Продолжительность работ
2011, 7 мес.
Бюджетные средства
13 млн
Количество заявок
1
Тема
Оптические материалы, активные и пассивные компоненты для терагерцового, ближнего и среднего ИК- диапазонов.
Продолжительность работ
2008, 3 мес.
Бюджетные средства
1,2 млн
Количество заявок
2
Тема
Система подготовки высококвалифицированных специалистов в области комплексного проектирования клинических исследований лекарственных средств, испытаний изделий медицинского назначения и проведения клинических исследований и испытаний
Продолжительность работ
2015 - 2016, 10 мес.
Бюджетные средства
2,5 млн
Количество заявок
1
Тема
Разработка методологии молекулярного конструирования гетероспиновых наномагнетиков, насыщенных органическими компонентами, с термо- и светомодулируемым обменным взаимодействием.
Продолжительность работ
2009 - 2010, 12 мес.
Бюджетные средства
15 млн
Количество заявок
1