Изобретения в области нанотехнологий и наноматериалов. Часть 1

ОБЗОР ПАТЕНТОВ НА ИЗОБРЕТЕНИЯ, ПОЛЕЗНЫЕ МОДЕЛИ, ПРОМЫШЛЕННЫЕ ОБРАЗЦЫ

Способ заполнения нанотрубок тугоплавкими малорастворимыми соединениями (RU 2569693)

Изобретение относится к области нанотехнологии, радиационной и электромагнитной безопасности и может использоваться для придания веществам с нанотрубчатой структурой радиационно-защитных свойств. Cпособ заполнения нанотрубок тугоплавкими малорастворимыми соединениями осуществляют путем проведения химической реакции в каналах нанотрубок с последующим формированием нанокомпозита. В качестве нанотрубок используют гидросиликатные нанотрубки со структурой хризотила, обладающие высокими механическими, термическими свойствами и радиационной стойкостью, которые заполняют раствором вольфрамата калия K2WO4. Затем удаляют растворитель и проводят обработку ацетатом свинца Pb(СН3СОО)2. Способ получения нанокомпозита прост и эффективен [2].

Способ получения массивов углеродных нанотрубок с управляемойповерхностной плотностью (RU 2569548)

Изобретение может быть использовано при изготовлении сорбентов и армирующих добавок. Сначала подготавливают ростовую подложку путем нанесения на ее поверхность нанодисперсных частиц катализатора конденсацией микрокапель коллоидного раствора, находящегося под воздействием ультразвука. Во время конденсации дополнительно воздействуют ультразвуком на ростовую подложку при мощности ультразвукового генератора 25–40 Вт. Подготовленную подложку помещают в ростовую печь, подают в реакционную зону ацетилен и выращивают на подложке массивы углеродных нанотрубок, поверхностная плотность которых растёт с увеличением мощности ультразвукового генератора, воздействующего на подложку [3].

Способ определения концентрационного положения порогаперколяции (RU 2569443)

Изобретение относится к области материаловедения, а именно к определению критической концентрации одной из фаз в многофазной системе. Способ определения концентрационного положения по-

ОБЗОР ПАТЕНТОВ НА ИЗОБРЕТЕНИЯ, ПОЛЕЗНЫЕ МОДЕЛИ, ПРОМЫШЛЕННЫЕ ОБРАЗЦЫ рога перколяции в наногранулированных композитных материалах с системой фаз металл-диэлектрик включает определение концентрации металлической фазы и определение электрического сопротивления композитных материалов до и после термообработки. Термообработку проводят в виде 30-минутных вакуумных изотермических отжигов при температурах 400, 450 и 500оC. За концентрационное положение порога перколяции принимают такую концентрацию металлической фазы, при которой сопротивление композитного материала после проведения указанных термообработок не изменяется. Обеспечивается надежное определение порога перколяции в наногранулированных материалах с системой фаз металл-диэлектрик [4].

Сырьевая смесь для высокопрочного фибробетона(RU 2569140)

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для изготовления изделий из бетона в гражданском, промышленном и дорожном строительстве, в том числе с использованием нанотехнологий. Сырьевая смесь для высокопрочного фибробетона, включающая портландцемент, кварц-полевошпатовый песок Мкр = 2,1, армирующий компонент, кремнеземсодержащую добавку и воду в качестве армирующего компонента содержит базальтовое волокно, полученное центробежно-дутьевым способом, а в качестве кремнеземсодержащей добавки – нанодисперсный порошок диоксида кремния Таркосил-05, при следующем соотношении компонентов, мас. %: портландцемент – 23,28–27,37; кварц-полевошпатовый песок Мкр = 2,1 – 63,37-66,36; базальтовое волокно – 0,93–1,09; на-нодисперсный порошок диоксида кремния Таркосил-05 – 0,12–0,14; вода – 9,31–10,95, при этом используют нанодисперсный порошок диоксида кремния Таркосил-05, предварительно подвергнутый обработке в ультразвуковом диспергаторе совместно с водой затворения в течение 10 минут, а портландцемент совместно с базальтовым волокном смешан в виброистирателе в течение 45 секунд. Технический результат изобретения заключается в повышении прочности на изгиб и на сжатие, коррозионной стойкости фибробетона, уменьшении расхода кремнеземсо-держащего компонента, вводимого в сырьевую смесь для повышения коррозионной стойкости базальтового волокна [5].

ОБЗОР ПАТЕНТОВ НА ИЗОБРЕТЕНИЯ, ПОЛЕЗНЫЕ МОДЕЛИ, ПРОМЫШЛЕННЫЕ ОБРАЗЦЫ

Нанокристаллические слои на основе диоксида титана с низкой температурой отжига для применения в сенсибилизированных красителем солнечных элементах и способы их получения

(RU 2569086)

Изобретение относится к области фотогальванических устройств, в частности тонкопленочных композитных материалов, пригодных для изготовления гибких высокоэффективных преобразователей солнечной энергии, и касается нанокристаллических слоев на основе диоксида титана с низкой температурой отжига для применения в сенсибилизированных красителем солнечных элементах и способов их получения. Указанные материалы содержат прозрачную подложку с прозрачным проводящим слоем и нанесенную на указанную подложку пленку, содержащую сенсибилизированные красителями кристаллические наночастицы оксида металла, в особенности диоксида титана, и полимерное связующее (полилинкер), образованное продуктами поликонденсации титанорганических соединений – алкоголятов титана. Последние могут представлять собой алкоголяты с хелатирующим органическим заместителем, алкоголяты с варьируемыми при гидролизе структурными свойствами и смеси указанных алкоголятов в различных соотношениях; и/или продукты частичного гидролиза указанных алкоголятов. Предложены также жидкий предшественник указанного полилинкера и способ получения последнего, включающий стадию контролируемого гидролиза алкоголятов титана. Также описан способ нанесения пленки на подложку, используемый для получения указанного тонкопленочного композитного материала, где применяется указанный жидкий предшественник полилинкера. Изобретение позволяет осуществить контролируемый гидролиз алкоголятов в качестве промежуточных связующих в различных условиях и реализовать эффективный способ получения тонкопленочного наноструктурированного электродного материала с оптимальными фотоэлектронными, механическими и связующими свойствами [6].

ОБЗОР ПАТЕНТОВ НА ИЗОБРЕТЕНИЯ, ПОЛЕЗНЫЕ МОДЕЛИ, ПРОМЫШЛЕННЫЕ ОБРАЗЦЫ

Способ разделения полидисперсных частиц в микронном и наноразмерном диапазоне и устройство для его реализации (RU 2568898)

Изобретение относится к способам разделения полидисперсных частиц в микронном и наноразмерном диапазоне, используемом в микро-и нанотехнологиях, а более конкретно к способам управляемой сортировки нанопорошков и композитных материалов, а также к устройствам для их реализации. Технический результат - увеличение селективности разделения микрочастиц по размерам, а также повышение точности разделения с учетом формы микрочастиц. Разделение полидисперсных частиц осуществляется в комплексной плазме, в которой из исходного полидисперсного порошка формируется пылевая компонента. Для создания комплексной плазмы в разрядной трубке генерируется низкотемпературная плазма с заданными параметрами. Изменяя параметры плазмы, управляют электрическим и тепловым полями и зарядкой частиц, устанавливая параметры отбираемых частиц. Таким образом, в комплексной плазме осуществляется отбор частиц определенных размеров и формы, их удержание в поле силы тяжести с дальнейшим извлечением из разрядной камеры [7].

Наноструктурированный порошок твердого раствора кобальт-никельи способ его получения (RU 2568858)

Изобретение относится к получению наноструктурированных порошков металлических сплавов. Наноструктурированный порошок твердого раствора кобальт-никель состоит из первичных частиц в виде кобальтоникелевых наноблоков размерами 5–20 нм, агломерированных во вторичные частицы размерами 100–200 нм сферической формы. Кобальтоникелевые наноблоки представляют собой твердый раствор с кубической гранецентрированной решеткой с чередованием в ее узлах атомов кобальта и никеля. Способ получения упомянутого нанострук-турированного порошка включает взаимодействие прекурсоров кобальта и никеля с гидразингидратом в качестве восстановителя, щелочью и тартратом калия-натрия в качестве стабилизатора при температуре 85–95оC, при этом в качестве прекурсоров кобальта и никеля используют водные растворы солей кобальта и никеля общей формулы МеХ2, где

ОБЗОР ПАТЕНТОВ НА ИЗОБРЕТЕНИЯ, ПОЛЕЗНЫЕ МОДЕЛИ, ПРОМЫШЛЕННЫЕ ОБРАЗЦЫ

Me–Со, Ni; Х2 – хлориды, нитраты или сульфаты. Обеспечивается получение порошка высокой чистоты с суммарным массовым содержанием кобальта и никеля 99,999%, обладающего высокими каталитическими и магнитными свойствами [8].

Способ изготовления изделий из керамоматричного композиционного материала (RU 2568673)

Изобретение относится к области получения композиционных материалов на основе углерод-керамической матрицы и изделий из них теплозащитного, конструкционного назначений, предназначенных для эксплуатации в условиях комплексных статических и динамических нагрузок при температурах до 2000оС в окислительной и абразивосодержащих средах (авиакосмическая техника и металлургия). Способ изготовления изделий из керамоматричного композиционного материала включает формирование каркаса из жаростойких волокон, частичное уплотнение его углерод-керамическим матричным материалом с использованием соответствующих прекурсоров углерода и карбида и/ или нитрида кремния и силицирование полученной заготовки. На стадии, непосредственно предшествующей силицированию, в порах материала заготовки формируют наноструктурный углерод в виде частиц, нитей или трубок, а силицирование осуществляют паро-жидкофазным методом с введением кремния в поры материала путем капиллярной конденсации его паров при температуре, превышающей температуру силицируемой заготовки. Технический результат – повышение работоспособности изделий в условиях нагрева до высоких температур и механического нагружения в окислительной среде [9].

Солнечный элемент на основе гетероструктуры – смешанный аморфный и нанокристаллический нитрид кремния – кремний p-типа (RU 2568421)

Изобретение может быть использовано в космических летательных аппаратах и автономных системах как высокопроизводительное экологически чистое средство получения электрической энергии в различных областях промышленности. Однопереходный солнечный элемент

ОБЗОР ПАТЕНТОВ НА ИЗОБРЕТЕНИЯ, ПОЛЕЗНЫЕ МОДЕЛИ, ПРОМЫШЛЕННЫЕ ОБРАЗЦЫ включает р-кремниевую подложку из кремния p-типа Si(100), предварительно обработанную кислотой HF. На верхней стороне подложки расположен слой пленки n-типа толщиной 4–5 нм из аморфного нитрида кремния, смешанного с нитридом кремния нанокристаллической структуры, нанесенный методом магнетронного напыления в аргоне из твердотельной мишени Si3N4. Электрические контакты сформированы методом магнетронного напыления. При этом на верхней стороне элемента контакты выполнены из Ag в виде гребенки, а электрический тыльный контакт, расположенный на обратной стороне подложки Si(100), выполнен из Ag либо Cu. Изобретение обеспечивает эффективность 7,41% без дополнительных просветляющих, защитных или каких-либо других слоев и без применения концентраторов солнечного излучения [10].

Способ получения модифицированных алюминиевых сплавов(RU 2567779)

Изобретение относится к получению упрочненных легких сплавов на основе алюминия. В расплав алюминиевого сплава при температуре 750: 800оС вводят 6 мас.% порошка криолита Na3AlF6, через промежуток времени не менее 10 мин в расплав вводят 5:6 мас.% модификатора при одновременной активации расплава в течение не менее 20 мин механическим перемешиванием и/или воздействием ультразвуковых колебаний частотой 10 кГц, и/или воздействием электромагнитного поля частотой 40 Гц. В качестве модификатора используют перемешанную до однородного состояния смесь, состоящую из 20 мас.% нанопорошка титана, 5 мас.% нанопорошка углерода и 75 мас.% порошка криолита. Обеспечивается повышение прочности и износостойкости дисперсно-упрочненных сплавов за счет образования in situ наночастиц карбида титана, равномерно распределенных в алюминиевой матрице [11].

Углеродное нановолокно и способ получения многостенных углеродных нанотрубок (RU 2567628)

Изобретение относится к нанотехнологии. Углеродное нановолокно с внешним диаметром 50–300 нм содержит внешнюю оболочку из аморфного углерода и сердцевину из более чем 1, но не более чем 20 от-

ОБЗОР ПАТЕНТОВ НА ИЗОБРЕТЕНИЯ, ПОЛЕЗНЫЕ МОДЕЛИ, ПРОМЫШЛЕННЫЕ ОБРАЗЦЫ дельных одностенных или двустенных углеродных нанотрубок. Способ получения многостенных углеродных нанотрубок заключается в отжиге указанного углеродного нановолокна при 2000–3200оC в отсутствие кислорода, например, в среде инертного газа, азота или диоксида углерода. Полученные многостенные неагломерированные углеродные нанотрубки имеют низкую дефектность, улучшенные механические свойства, тепло- и электропроводность [12].

Способ получения модифицирующей добавки для горячих асфальтобетонных смесей (RU 2572129)

Изобретение относится к автодорожной отрасли, к получению асфальтобетона с улучшенными физико-механическими свойствами для дорожного покрытия с использованием вяжущего на основе битума марки БНД с применением модифицирующей добавки. Способ получения модифицирующей добавки включает смешивание и совместную механическую активацию минерального порошка из мрамора, полимера СБС, адгезионной добавки и минерального масла при следующем соотношении компонентов, мас.%: адгезионная добавка – 0,35–0,5, минеральное масло – 3,5–5,0, полимер СБС – 1,5–3,5, порошок из мрамора – остальное. Результатом является получение добавки однородного состава с возможностью ее хранения и транспортирования, обеспечение при использовании добавки равномерного распределения по объему полимерного компонента в битумном вяжущем и в асфальтобетонной смеси, получение асфальтобетонной смеси однородного состава, повышение качественных показателей дорожного покрытия, изготовленного с использованием смеси [13].

Композитный материал с высокой температурой разложения(RU 2571979)

Изобретение относится к области органической химии и высокомолекулярных композитных материалов на основе органических соединений, обладающих высокой температурой разложения, используется преимущественно в качестве различных покрытий, устойчивых к температурным воздействиям. Материал состоит из наночастиц диоксида кремния, SiO2, 0,01–5% от массы композитного материала, с ковалент-

ОБЗОР ПАТЕНТОВ НА ИЗОБРЕТЕНИЯ, ПОЛЕЗНЫЕ МОДЕЛИ, ПРОМЫШЛЕННЫЕ ОБРАЗЦЫ но закрепленным на поверхности тиакаликсареном, C72H116N4O20S4Si4, 0,001–0,1% от массы композитного материала, и полидиметилсилокса-на [Si(СН3)2]n, 94,9–99,98% от массы композитного материала, и обладает высокой температурой разложения (рабочий диапазон 420–500оC), устойчивостью при контакте с водно-спиртовыми средами (водой, метанолом, этанолом, пропанолом) и нетоксичностью при низком содержании наночастиц диоксида кремния, доступностью исходных компонентов, может найти применение в различных областях техники, применение в качестве термостойких антиадгезионных (разделительных) смазок для пресс-форм, конвейерных лент, смазок в системах трения металл-пластик, как основа пеногасителей (обеспенивателей) широкого спектра применения, в машинных маслах для снижения ценообразования без ущерба для смазывающих свойств, в качестве амортизаторных, гидравлических, демпфирующих и охлаждающих жидкостей, в качестве неподвижной фазы в газожидкостной хроматографии с повышенной максимальной рабочей температурой, первапорационных мембранах, сорбентах, а также в качестве основы для изоляционных материалов [14].

Способ получения оптической нанокерамики на основеоксида алюминия (RU 2571777)

Изобретение относится к области производства оптических материалов, прозрачных в широкой области спектра, с высоким коэффициентом пропускания и повышенной механической прочностью, в частности получения оптического материала из оксида алюминия, представляющего собой нанокерамику. Первостепенное значение разработка конкурентоспособных оптических материалов приобретает в области алюмооксидной нанокерамики. В настоящее время все большее значение приобретают поликристаллические материалы на основе данного вида нанокерамики для использования их в изготовлении окон, работающих в широком диапазоне спектра при различных режимах термомеханических нагрузок в приборах оптоэлектронной техники [15].

ОБЗОР ПАТЕНТОВ НА ИЗОБРЕТЕНИЯ, ПОЛЕЗНЫЕ МОДЕЛИ, ПРОМЫШЛЕННЫЕ ОБРАЗЦЫ

Керамический материал с низкой температурой спекания на основекубического диоксида циркония (RU 2570694)

Изобретение относится к области получения высокоплотной керамики на основе диоксида циркония. Плотные прочные керамические материалы на основе кубического диоксида циркония обладают высокой термостойкостью, что позволяет их использовать в качестве износостойких изделий, режущего инструмента, керамических подшипников. Кроме того, материалы на основе кубического диоксида циркония, стабилизированного оксидом иттрия, находят широкое применение в качестве твердого электролита вследствие хорошей ионной проводимости по кислороду [16].

Также представляют интерес для специалистов следующие изобретения в области нанотехнологий:

• •    Способ изготовления комплексной нанодисперсной добавки для высокопрочного бетона [17].

• •    Способ получения нанокомпозита графена и карбида вольфрама (RU 2570691) [18].

• •    Способ ультразвуковой финишной обработки деталей из конструкционных и инструментальных сталей и устройство для его осуществления (RU 2530678) [19].

• •    Способ получения композитного материала системы углерод-ни-кель (RU 2570672) [20].

• •    Способ получения нанодисперсных порошков и устройство для его реализации (RU 2533580) [21].

• •    Способ получения графена (RU 2570069) [22].

• •    Способ получения концентрированных водных дисперсий немоди-

  фицированных фуллеренов (RU 2570083) [23].

• •    Способ получения термостойких нанокомпозитов, содержащих платиновые металлы (RU 2550472) [24].

• •    Способ получения и хранения атомарного водорода (RU 2570436) [25].

• •    Тонкодисперсная органическая суспензия металл/углеродного нанокомпозита и способ ее изготовления (RU 2527218) [26].

• •    Способ получения поверхностно-наноструктурированного метал

  лического материала (RU 2570599) [27].

ОБЗОР ПАТЕНТОВ НА ИЗОБРЕТЕНИЯ, ПОЛЕЗНЫЕ МОДЕЛИ, ПРОМЫШЛЕННЫЕ ОБРАЗЦЫ

Уважаемые коллеги!

При использовании материала данной статьи просим делать библиографическую ссылку на неё:

Dear colleagues!

The reference to this paper has the following citation format: