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

  • 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.
    275
  • 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.
    672
  • 12/10/2016

    Томские ученые испытывают новые стекла для космических спутников

    ​Сотрудники НИИ ПММ ТГУ проводят испытания покрытий, созданных для защиты иллюминаторов, линз и зеркал космических аппаратов от эрозии. При помощи легкогазовой баллистической установки экспериментальные образцы обстреливают микрочастицами порошка железа со скоростью 5-8 километров в секунду.
    2144
  • 11/04/2017

    Томские ученые в ЦЕРНе сузили зону поиска частицы-посредника между видимой и невидимой Вселенной

    ​Ученым Физико-технического института Томского политехнического университета и их коллегам из Европейского центра ядерных исследований (ЦЕРН) за год удалось примерно на 25% сузить зону поиска темного фотона — частицы-посредника между видимым миром и темной материей — невидимой частью нашей Вселенной, влияющей на движение звезд и галактик.
    1354
  • 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.
    764
  • 11/10/2016

    Алмазы, выращиваемые в ТПУ, могут быть использованы для Большого адронного коллайдера

    ​Ученые лондонского университета Роял Холлоуэй (Royal Holloway, University of London, RHUL) предложили разработать новые датчики для Большого адронного коллайдера на основе тонких алмазных пленок, выращиваемых в Томском политехническом университете.
    1924
  • 19/08/2016

    В МИСиС разработали супермагнит для реализации проектов в Арктике и в космосе

    ​Ученые Национального технологического исследовательского университета МИСиС разработал супермагнит, который сохраняет свои свойства при экстремальных условиях и может использоваться, как в Арктике, так и в космосе.
    1329
  • 12/02/2019

    Томский радиофизик создает прибор для ориентации слабовидящих в пространстве

    ​Радиофизик из ТГУ Виталий Хмелев разрабатывает устройство, которое поможет слабовидящим людям ориентироваться в пространстве. К 2021 году он создаст программно-аппаратный комплекс, который будет подавать человеку сигналы о расстоянии до препятствия и его размере.
    474
  • 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.
    1651
  • 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.
    1069