21/08/2019

Зачем ученым соединять несоединимое

408
Гибридные материалы – тренд современной науки, они находятся на пике популярности не первый год. Несмотря на то, что "умные" материалы не внедрены в производство, ученые уже сейчас нашли массу вариантов их применения. Как изменится жизнь человечества в связи с развитием "умных" поверхностей – в материале РИА Новости.

Соединяй и властвуй
Гибридные материалы сочетают в себе несколько свойств различной природы: например, соединение неорганических и органических материалов.

Впервые о гибридных материалах заговорили в начале 2000-х, особую популярность они получили в 2010 году: ученые из разных стран мира начали изучать эту тему, научные статьи регулярно попадают в топ по цитированию и просмотрам. Однако массово "умные" материалы планируется начать применять только через 10 лет.

Гибридные материалы - это продукт сотрудничества ученых из разных областей: химиков, физиков, материаловедов. Все потому, что в одной организации обычно нет всего, что нужно для получения и изучения этих материалов.

"Необходимо аналитическое оборудование высокого класса и стоимости, обслуживаемое квалифицированными операторами. Сами исследователи должны обладать широтой научных взглядов и знаний в разных областях науки, чтобы видеть проблематику в целом: знать химию, базовые вещи в физике, в медицине, молекулярной биологии", – рассказал доцент Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий Томского политехнического университета (ТПУ) Павел Постников.

В России исследованием гибридных материалов занимаются многие вузы, в том числе и Томский политехнический университет (ТПУ). Томские ученые сотрудничают с иностранными коллегам из Чехии, Франции, США, Великобритании, Испании и Германии, некоторые из них участвуют в научном процессе ТПУ, занимаются подготовкой магистрантов и аспирантов.


Что можно сделать из гибридных материалов

В исследовательской школе химических и биомедицинских технологий ТПУ под руководством профессора Мехмана Юсубова реализуются более десяти различных направлений, посвященных разработке гибридных материалов. Павел Постников рассказал о некоторых из них.

Первое направление - создание высокочувствительных сенсорных систем. Сенсоры - это многослойная конструкция: в их основе тонкая волнообразная золотая пленка размером 1x0,5 см, которая модифицируется специальными органическими соединениями - солями диазония. Благодаря разработкам исследователей ТПУ, с помощью сенсора можно обнаруживать токсичные вещества, тяжелые металлы, а также некоторые заболевания и дефекты в структуре ДНК. Преимущества "гибридных" сенсоров - сверхчувствительность, скорость проведения анализа и возможность проведения анализа на месте отбора пробы.

Второе направление - создание материалов, которые на внешние стимулы отвечают изменением свойств. Например, материалы с контролируемой смачиваемостью, нужные в разных сферах науки: от тяжелого машиностроения до космоса и медицины.

Третье - разработка новой методологии проведения органических химических реакций под действием солнечного света в условиях плазмонного катализа. В частности, исследователям ТПУ удалось провести процесс полимеризации - синтеза полимеров - при комнатной температуре под действием света, хотя обычно процесс протекает при высоких температурах. Данные исследования опубликованы в "Journal of Materials Chemistry A".

Предполагается, что эта методология приведет к созданию химических производств нового типа - эффективных, но гораздо более экологичных. В будущем химические заводы могут строиться в солнечных местах и в качестве источника энергии использовать солнечный свет.

Похожие новости

  • 25/10/2016

    Томский аспирант улучшит диагностику мощнейшего в мире синхротрона

    ​Аспирант Физико-технического института Томского политеха Артем Новокшонов вместе с учеными Научной Лаборатории DESY (Германия) работает над улучшением и тестированием новых методик диагностики электронного пучка синхротрона PETRA III - одного из мощнейших источников синхротронного и рентгеновского излучения в мире.
    2098
  • 14/12/2017

    Томские ученые создадут центр анализа данных адронного коллайдера

    ​Ученые Томского государственного университета получат грант, предназначенный для создания центра мирового класса по анализу данных Большого адронного коллайдера. Ожидается, что томские ученые создадут кластер для анализа данных на базе суперкомпьютера СКИФ Cyberia.
    1072
  • 13/08/2018

    Томские ученые знают, как «захватить» наномир

    ​Пока мировое сообщество пытается узнать, что таят в себе морские глубины необъятного Мирового океана и бесконечное космическое пространство, зарубежные ученые Томского политехнического университета — профессора Рауль Родригес и Евгения Сергеевна Шеремет — пытаются «захватить» наномир и контролировать отдельные молекулы.
    1129
  • 07/02/2020

    Ученые ТПУ изучат, как условия космоса влияют на новый модуль МКС

    ​Проект «Исследование воздействия динамических нагрузок на корпусные элементы модуля российского сегмента Международной космической станции с использованием многоуровневого динамического моделирования» вошел в Долгосрочную программу экспериментов на МКС.
    483
  • 24/12/2020

    Алексей Гоголев: «Мы сумели выполнить все обязательства и не снизить планку»

    И.о. руководителя Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ рассказал о достижениях коллектива школы в 2020 году, планах и задачах на следующий год.  2020 год в силу понятных причин стал для нас крайне непростым, но мы достойно выдержали удар, сумев выполнить все обязательства по грантам, программам, не допустить снижения основных индикаторов исследовательской деятельности.
    588
  • 25/02/2020

    Томские ученые разработали выгодную стратегию утилизации отходов

    ​Ученые Томского политехнического университета разработали стратегию совместной утилизации промышленных и коммунальных отходов путем сжигания их в составе композиционного топлива, сообщают РИА Новости.
    466
  • 07/11/2019

    Более 30 студентов и аспирантов ТПУ получили стипендии Президента и Правительства РФ

    ​В числе стипендиатов Президента РФ — четыре студента и семь аспирантов Томского политехнического университета. Стипендию Правительства России будут получать 13 студентов и семь аспирантов. В течение учебного года, помимо основной, они ежемесячно будут получать дополнительную стипендию.
    1108
  • 26/10/2020

    Более 300 ученых обсуждают в ТПУ методы получения изотопной продукции

    ​26 октября в Томском политехническом университете стартовала VI Международная научная конференция молодых ученых, аспирантов и студентов «Изотопы: технологии, материалы и применение». В конференции принимают участие более 300 молодых ученых, аспирантов и студентов из России, Казахстана, Чехии, Китая, Беларуси.
    645
  • 05/03/2018

    ​Ученые ТГУ создали алгоритм для расчета фотофизических и люминесцентных характеристик молекул

    ​Ученые кафедры оптики и спектроскопии физического факультета ТГУ с коллегами из Швеции и Финляндии создали алгоритм для расчета фотофизических и люминесцентных характеристик молекул. Благодаря этому алгоритму можно вычислять оптические, люминесцентные (светимость, квантовый выход флуоресценции) свойства молекул и веществ с использованием высокоточных методов квантовой химии.
    1611
  • 28/12/2020

    Александр Матвеев: «Нашему коллективу по плечу достижение амбициозных целей»

    ​​Александр Матвеев, руководитель Инженерной школы энергетики, рассказал, каким был для коллектива 2020 год, а также о задачах и планах на будущее. ​   В 2020 году глобальной задачей для нашей школы и всего университета стало обеспечение учебного процесса в невероятно сложных условиях пандемии без потери качества образования.
    369