Научный руководитель - д.х.н., профессор Э.П. Суровой

Бин Сергей Викторович (кафедра неорганической химии)

Создание наноразмерных энергосберегающих покрытий, датчиков контроля содержания различных газов (кислород, аммиак, метан) в атмосфере

Научный руководитель - д.х.н., профессор Э.П. Суровой

1

Справка аннотация

1. Название проекта Создание наноразмерных энергосберегающих покрытий, датчиков контроля содержания различных газов (кислород, аммиак, метан) в атмосфере 2. Цель Исследование закономерностей процессов, протекающих в условиях атмосферы в наноразмерных пленках оксида вольфрама (VI) (WO3), свинца (Pb) различной толщины и системах на их основе при воздействии тепла и света, а также в различных газовых средах. 3. Основные задачи Установить основные закономерности влияния толщины наноразмерных пленок WO3, свинца и последовательности нанесения пленок, температуры, интенсивности, спектрального состава, газовой среды и времени воздействия на оптические свойства пленок WO3, Pb, систем WO3 – Pb, Pb – WO3 в атмосферных условиях. Исследовать кинетические закономерности процессов в индивидуальных наноразмерных пленках WO3, свинца различной толщины и системах на их основе в процессе воздействия тепла, света, газовой среды.

2

Справка аннотация

4. Основные результаты Установлены основные закономерности влияния толщины наноразмерных пленок оксида вольфрама (VI), свинца, тепла, света, газовой среды (O2, NH3) и времени воздействия на оптические свойства пленок WO3, Pb, систем Pb – WO3 в атмосферных условиях. Исследованы кинетические закономерности процессов в индивидуальных пленках WO3, Pb и системах на их основе различной толщины в процессе воздействия тепла, света, газовой среды. 5. Направление использования результатов (внедрение результатов) Полученные результаты смогут служить основой для создания новых тонкослойных регистрирующих сред, индикаторов, тепло- и светоотражающих и поглощающих, энергосберегающих покрытий, датчиков, термо-, фотохромных материалов, а так же позволят прогнозировать и направленно изменять поведение наноразмерных пленок свинца и оксида вольфрама (VI) за счет образования двухслойных объектов на их основе.

3

Степень новизны полученных результатов 1. Проведены систематические

исследования влияния тепла и света на оптические свойства наноразмерных пленок свинца, оксида вольфрама (VI) разной толщины в атмосферных условиях, а также изучены кинетические особенности термо – (Т = 373–673 К) и фотостимулированных (I = (1,5–7)·1015 квант·см-2?с-1) превращений в диапазоне ? = 190–1100 нм. 2. Проведены исследования оптических свойств до и после термической обработки наноразмерных систем WO3 – Pb, Pb –WO3 (с разным соотношением толщины слоев) и кинетических особенностей термопревращений при различных температурах Т = 373–573 К в диапазоне ? = 190–1100 нм; для систем Pb –WO3 обнаружен и исследован «эффект просветления».

4

Степень новизны полученных результатов

3. Впервые проведены исследования влияния света (I = (1,5–7)·1015 квант·см-2?с-1) на оптические свойства систем Pb –WO3 (с разным соотношением толщины слоев) в диапазоне ? = 190–1100 нм. 4. Впервые проведены исследования влияния газообразного аммиака на оптические свойства наноразмерных пленок свинца, оксида вольфрама (VI) разной толщины и систем Pb –WO3 в атмосферных условиях в диапазоне ? = 190–1100 нм.

5

Сопоставление полученных результатов с мировым уровнем В настоящее

время наноразмерные пленки используются во многих отраслях промышленности, в частности, в производстве оптических приборов (просветляющие покрытия и многослойные интерференционные системы), в микроэлектронике (пассивные и активные элементы), в авиакосмическом приборостроении (терморегулирующие покрытия). Получение многофункциональных наноразмерных пленок свинца, оксида вольфрама (VI) и систем на их основе, изучение закономерностей формирования новых веществ на поверхности наноразмерных пленок свинца, оксида вольфрама (VI) и систем на их основе при энергетических воздействиях (свет, тепло) и в газовых средах (O2, CН4, NH3), установление связи между свойствами наноразмерных материалов и их реакционной способностью является важной физико-химической проблемой, представляющей интерес как с фундаментальной, так и с прикладной точек зрения.

6

Сопоставление полученных результатов с мировым уровнем

Вместе с тем, исследования в этой области находятся на этапе накопления экспериментальных данных и на сегодняшний день не позволяют однозначно определить причины влияния размерных и структурных факторов на закономерности протекания физико-химических процессов с участием наноразмерных систем. Полученные результаты рецензировались ведущими российскими и зарубежными учеными. Материалы опубликованы в журналах, индексируемых в базах данных Web of Science и РИНЦ.

7

Сведения о фактической реализации результатов исследования, а также по

их дальнейшему использованию Полученные результаты смогут служить основой для создания новых тонкослойных регистрирующих сред, индикаторов, тепло- и светоотражающих и поглощающих, энергосберегающих покрытий, датчиков, термо-, фотохромных материалов, а так же позволят прогнозировать и направленно изменять поведение наноразмерных пленок свинца и оксида вольфрама (VI) за счет образования двухслойных объектов на их основе. Методы исследования и полученные ранее результаты работы используются в курсе лекций «Технология современных материалов», а также в лабораторном практикуме по курсу «Методы исследования неорганических материалов» для студентов кафедры неорганической химии химического факультета Кемеровского госуниверситета.

8

Список научных работ грантополучателя, опубликованных и принятых к

печати в отчетном периоде 1. Бин, С.В. Исследование наноразмерных систем WO3 – Pb до и после термообработки // «Физико-химия и технология неорганических материалов»: материалы XI Российской ежегодной конференции молодых научных сотрудников и аспирантов. – М. ИМЕТ РАН, 2014, С. 497 - 499. 2. Борисова Н.В. Химические и физические процессы в неорганических материалах. Часть I: учебное пособие / Н.В. Борисова, Э.П. Суровой, Л.Н. Бугерко, С.М. Сирик, Л.И. Шурыгина, С.В. Бин, Г.О. Рамазанова // Типография «Печатный двор Кузбасса». КемГУ, Кемерово, 2014 г. 136 с. 3. Бин, С.В. Термостимулированные превращения в наноразмерных системах WO3 – Pb / С.В. Бин, Л.И. Шурыгина // Ползуновский вестник. 2014. № 3, С. 70 - 74. 4. Суровой, Э.П. Кинетические закономерности термических превращений в наноразмерных пленках свинца / Э.П. Суровой, Л.Н. Бугерко, В.Э. Суровая, С.В. Бин // Журнал физической химии. 2015. Т. 89. № 1. С. 85-91. 5. Surovoi, E.P. Kinetic Laws of Thermal Transformations in Nickel Nanofilms / E.P. Surovoi, L.N. Bugerko, V.E. Surovaya, S.V. Bin // Journal of Physical Chemistry А, 2014, V. 89, № 1, P. 85-91.

9

Участие грантополучателя в отчетном периоде в научных конференциях и

совещаниях по тематике проводимых исследований 1. IX (XLI) Международная научно-практическая конференция «Образование, наука, инновации: вклад молодых исследователей». Кемерово. 2014. 2. XI Российская ежегодная конференция молодых научных сотрудников и аспирантов «Физико-химия и технология неорганических материалов». Москва. 2014 г. 3. VIII Всероссийская научно-практическая конференция «Исследования и достижения в области теоретической и прикладной химии». Барнаул. 2014.

10

Адреса ресурсов в Internet, подготовленных грантополучателем В

качестве соисполнителя по разработке сайта Химического факультета КемГУ: http://kit.chem.kemsu.ru

11

Благодарю за внимание

12

Геометрия объектов

1. Система WО3 ? Pb

2. Система Pb ? WО3

Pb

Wо3

Wо3

Pb

Стекло

Стекло

13