На XIX Менделеевском съезде по общей и прикладной химии сформулированы тенденции развития нанотехнологий

ледует отметить, что на страницах Интернет-журнала «Нанотехнологии в строительстве» публикуются материалы ведущих российских и зарубежных ученых, профессорско-преподавательского состава вузов, сотрудников научно-исследовательских институтов и центров, конструкторских бюро, специалистов и консультантов [1–5]. Тематика публикуемых материалов достаточно широка:

• •    разработка теории формирования прочности и проницаемости на-ноструктурированных систем;

• •    математические квантовые и другие виды моделей для исследования свойств наноматериалов;

• •    технологические принципы создания наноструктур (расплавы, золь-гелевый синтез и др.);

• •    разработка принципов перехода «беспорядок-порядок» при создании композитов с использованием синергетики и других подходов;

• •    проблемы применения наноматериалов и нанотехнологий в строительстве и строительных материалах;

• •    изучение различных технологических принципов при создании наносистем в промышленном производстве;

• •    создание новых функциональных материалов в строительстве;

• •    диагностика наноструктур и наноматериалов строительных систем;

• •    проблемы получения высокоплотных и высокопрочных строительных материалов (бетоны, керамика и др.);

• •    технологии измельчения минеральных частиц до наноразмерных уровней;

• •    технология перемешивания смесей с нанодисперсными частицами и методы их активации;

  

Б.В. ГУСЕВ, Е.П. СБИТНАЯ На XIX менделеевском съезде по общей и прикладной химии...

• •    гидродинамические и другие методы активации водных суспензий и растворов;

• •    модификация водных растворов различных наноразмерных добавок, используемых в строительстве;

• •    исследование в области токсичности порошковых наноматериалов;

• •    металлическая арматура, модифицированная в процессе изготовления наноразмерными материалами;

• •    волокна углеродные, базальтовые, арамидные и другие - малых диаметров с наноразмерными структурными характеристиками;

• •    цементные и другие вяжущие с минеральными и органическими добавками;

• •    бетоны и растворы, модифицированные наноразмерными добавками;

• •    суспензии минеральных частиц, используемые для лаков, красок, а также модификаторов к бетонам и растворам, их свойства, технологии приготовления и живучесть;

• •    дисперсии органических материалов, используемые для изготовления лаков и красок, а также добавок для бетонов и растворов, методы их активации и живучесть;

• •    применение нанопорошков различной природы для модификации свойств строительных материалов;

• •    модифицирование строительных материалов нановолокнами;

• •    дисперсные композиционные материалы с нанопокрытием;

• •    формование наноструктурных покрытий лазерным напылением;

• •    разработка методов исследования наноструктуры материалов на основе дисперсных систем, в том числе исследование нанообъектов пустоты в пористых системах;

• •    технологии исследования свойств наноматериалов;

• •    системы преподавания основ нанотехнологий и др.

В данной статье приведены тезисы докладов, тематика которых прямо или косвенно связана с перечисленными выше направлениями.

В статье «Синтез нанофаз в металлополимерных композициях при ударно-волновом воздействии» (авторы – Адаменко Н. А., Казуров А. В., Сергеев И. В) [6, C. 20] рассматривается метод ударно-

Б.В. ГУСЕВ, Е.П. СБИТНАЯ На XIX менделеевском съезде по общей и прикладной химии...

волновой обработки. По мнению авторов, это перспективный высокоэнергетический способ высокоскоростного воздействия на полимерные системы высоких давлений и температур, позволяющий формировать новую структуру за счет активного измельчения исходных компонентов и синтеза новых соединений при протекании аномального количества физико-химических реакций. Исследование показало неоднозначность влияния параметров ударно-волновой обработки на формирование структуры материала (усиливаются процессы структурной модификации композита, при достижении критических режимов происходит локализация деформации, что приводит к скачкообразному изменению структуры; ударное давление сопровождается наклепом и дроблением компонентов смеси, что приводит к деструктивным процессам в полимере, рекристаллизации металла и образованию переплавов).

В статье «Новые подходы получения фторполимерных материалов» (автор – Бузник В.М.) [6, C. 30] говорится о необходимости разработки новых методов по получению фторполимерных материалов. Автор в докладе рассматривает методики получения ультрадисперсных порошков, основанные на термической, радиационно-механической и лазерной обработке фторполимеров. В статье говорится о методе получения покрытий – растворении низкомолекулярных фракций фторполимеров в сверхкритическом диоксиде углерода. Этот метод дает возможность не только наносить сверхтонкие покрытия (до 10 нм), но и покрывать внутренние поверхности микропористых изделий.

В статье «Научные основы и технологические принципы создания материалов новой техники» (автор – Волков Г.М.) [6, C. 35] рассматриваются теоретические основы моностадийной технологии объемных наноматериалов, реализованные на модели углерод-углерод, представляют практический интерес для создания широкой гаммы принципиального нового класса объемных наноматериалов со свойствами выше мирового уровня.

В статье «Химический аспект измельчения полимеров до микро-и наноразмера под действием интенсивных сдвиговых напряжений» (авторы – Каплан А.М., Никольский В.Г., Чекунаев Н.И. ) [6, C. 53] проведен теоретический анализ двух актуальных проблем:

Б.В. ГУСЕВ, Е.П. СБИТНАЯ На XIX менделеевском съезде по общей и прикладной химии...

• 1)    проблемы создания энергетически малозатратной экологически чистой технологии измельчения полимерных отходов с целью их вторичного использования;

• 2)    проблемы оценки оптимальных условий измельчения полимеров для получения ценных полупродуктов – полимерных порошков микро- и наноразмера.

С этой целью авторами предложена и разработана оригинальная теоретическая модель, рассматривающая измельчение твердых полимеров в поле интенсивных сдвиговых напряжений как цепной механо-химический процесс, состоящий из 2-х последовательных взаимообусловленных физической и химической стадий.

В статье «От ультрадисперсных металлических и оксидных порошков к наноразмерным» (авторы – Леонтьев Л.И., Селиванов Е.Н., Пономарев В.И., Гельчинский Б.Р. ) [6, C. 70] выполняются фундаментальные научные исследования по разработке теоретических основ получения ультра- и нанодисперсных порошков, по созданию технологии и оборудования для их получения такими методами, как газофазная конденсация, термическое разложение оксалатов, электрохимическое восстановление металла, интенсивная пластическая деформация металлов и оксидов.

В работе «Пленки анодного оксида алюминия как матрицы для синтеза упорядоченных массивов нанонитей» (авторы – Лукашин А.В., Напольский К.С., Елисеев А.А., Третьяков Ю.Д.) [6, C. 72] рассматривается метод синтеза нанокомпозитов, образованных с использованием пространственно-упорядоченных наноструктур, основанный на прямом формировании наноструктур в объеме матрицы в процессе ее химической модификации. В этом случае матрица должна содержать упорядоченные в пространстве структурные пустоты (поры), которые могут быть заполнены соединениями и последующая модификация которых приводит к формированию наночастиц в этих пустотах. В качестве объектов исследования были выбраны важнейшие классы функциональных нанокомпозитов, включая магнитные, оптически-активные и каталитически-активные материалы на основе металлических, оксидных и других наноструктур.

Б.В. ГУСЕВ, Е.П. СБИТНАЯ На XIX менделеевском съезде по общей и прикладной химии...

В работе «Технология и оборудование для химической сборки материалов методом молекулярного наслаивания» (автор – Малыгин А.А.) [6, C. 74] говорится о возможности широкого использования нанотехнологии на принципах метода МН для создания образцов новых материалов с повышенными эксплуатационными характеристиками. Указанные задачи в настоящее время активно решаются или частично реализованы в ряде развитых стран.

«Наноматериалы, синтезируемые по схеме «слой-за-слоем». Области возможного применения на практике» (авторы – Толстой В.П., Гулина Л.Б.) [6, C. 108]. Преимуществами такого подхода, в основном, являются: прецизионное задание толщин синтезируемых слоев и направленное варьирование их составов, благодаря чему появляются возможности создания новых «искусственно» построенных мультинанослоев.

«Диагностика наноматериалов методами электронной спектроскопии» (автор – Яшина Л.В.) [6, C. 118]. В методах электронной спектроскопии (РФЭС, УФЭС, ОЭС и СХПЭЭ) анализируемый слой составляют единицы нанометров, поэтому они хорошо подходят для исследования и тестирования наноматериалов различных классов. В данной работе рассмотрено их применение к нескольким классам наноматериалов: планарные (двумерные) структуры, кластеры металлов (Au, Pd, Pt, Ni) на различных носителях (SnO₂, Al₂O₃, C, Si и т.д.) для катализа и газовых сенсоров, углеродные материалы (нанотрубки, нановолокна, наноструктурированные пленки графита, графен).

«Получение наноразмерных порошков силикатов кальция из водорастворимых кальций- и кремний- содержащих веществ» (автор – Акатьева Л.В.) [6, C. 134]. Для получения синтетических силикатов кальция возможно использование разнообразных соединений кальция и кремния. При гидротермальном синтезе гидросиликатов кальция возникают проблемы при получении порошков силикатов кальция размером меньше 6 мкм, этого недостатка лишен метод получения силикатов кальция из водорастворимого сырья, он позволяет вводить модифицирующие добавки в исходные материалы. При этом методе получены порошки гидросиликата кальция с размером частиц 200–300 нм.

Б.В. ГУСЕВ, Е.П. СБИТНАЯ На XIX менделеевском съезде по общей и прикладной химии...

«Ультратонкие и наноразмерные нетканые материалы, полученные методом электроспиннинга из расплава смесей полимеров» (автор – Белоусов С.И.) [6, C. 180]. Предлагается способ получения на-новолокнистых нетканых материалов и пористых нанопленок электроформованием из расплава смесей полимеров. Технология заключается в предварительном смешивании в расплаве двух полимеров, электроформовании нетканого полотна, приемке на коллектор, селективной отмывке одного из компонентов смеси. В результате остается второй полимер в виде пучка нановолокон или в виде непрерывных взаимопере-плетенных нановолокон – пористых пленок, коаксиальных трубчатых волокон.

«Разработка плазменно-криогенного синтеза наноматериалов на основе концепции CALS» (автор – Бессарабов А.М.) [6, C. 184]. Целью этой работы является создание нового класса криогенных плазмохимических технологий для создания промышленного производства нанопорошков. Разработка криогенных плазмохимических нанотехнологий проводится на основе наиболее перспективной системы компьютерной поддержки – CALS-технологии (Continuous Acquisition and Life cycle Support).

«Создание наноструктурированных композиционных порошковых материалов методом универсальной дезинтеграторно-активаторной обработки с использованием высокоскоростных дезинтеграторов» (авторы – Бурканова Е.Ю., Фармаковский Б.В., Самоделкин Е.А. ) [6, C. 199]. В работе показана возможность и перспективность метода высокоскоростной универсальной дезинтегратор-ноактиваторной (УДА) обработки для получения наноструктурованных композиционных порошковых материалов (НКПМ). Важным результатом работы, является разработка управляемого технологического процесса получения НКПМ, в котором, изменяя технологические параметры дезинтеграторной обработки материалов, можно влиять на степень армирования несущей металлической матрицы при получении композиционных порошковых материалов.

«Получение наноразмерного СеО₂ золь-гель методом» (авторы – Загайнов И.В., Трусова Е.А., Писарев С.А.) [6, C. 291]. Одним из наибо-

Б.В. ГУСЕВ, Е.П. СБИТНАЯ На XIX менделеевском съезде по общей и прикладной химии...

лее глубоко изученных способов получения наноматериалов является золь-гель метод, в котором сочетаются простота и высокая воспроизводимость. В работе представлен способ получения наноразмерных порошков СеО2 с помощью модифицированного золь-гель метода.

«Коррозионные и электрохимические свойства наноразмерных композитных слоев, полученных лазерным спеканием» (авторы – Решетников С.М., Харанжевский Е.В., Кривилев М.Д.) [6, C. 537]. Лазерное спекание порошкообразных материалов является перспективным способом получения поверхностных композитных слоев, состоящих из наноразмерных структурных элементов. В работе показаны исследования смесей порошков Fe + 0,5% C, Fe + 3,2% Ni, Fe + 10% Ni (массовые проценты). Используемая технология позволяет варьировать толщину и состав создаваемого слоя. Коррозионные и электрохимические исследования полученных композитных слоев показали, что все они обладают повышенной коррозионной стойкостью в нейтральных и щелочных средах, что связано с облегчением перехода изученных материалов в пассивное состояние. Более того, отдельные режимы лазерной обработки позволяют получать материалы, которые уже изначально находятся в коррозионно устойчивом пассивном состоянии.

«Разработка композиционных материалов на основе эпоксидных олигомеров и высокодисперсных неорганических наполнителей» (авторы – Ситников П.А., Кучин А.В., Рябков Ю.И., Белых А.Г, Васенева И.Н.) [6, C. 574]. Проведено изучение физико-химических процессов, протекающих при введении модифицированного неорганического компонента (сажевый углерод, углеродные нанотрубки, оксиды алюминия, кремния (кварц), титана, железа; природные алюмосиликаты) в эпоксиполимерную матрицу (на основе олигомеров ЭД-20, ЭХД, ПДИ-3А, УП-610), с последующей оптимизацией температурновременного режима получения композиционного материала. Наполнение полимерных матриц порошкообразными или волокнистыми частицами повышает механические прочностные и упругие характеристики, что особенно проявляется в случаях использования субми-кро- и нанодисперсных порошков углерода, оксида алюминия, а также углеродных нанотрубок.

Б.В. ГУСЕВ, Е.П. СБИТНАЯ На XIX менделеевском съезде по общей и прикладной химии...

Интересны для специалистов наноиндустрии и следующие материалы (в виду ограниченного объема статьи приводятся только заглавия и авторы):

«Создание высокопрочных модифицированных антифрикционных углепластиков с термореактивной и термопластичной матрицей, производство и применение» (Горынин И.В.) [6, C. 40];

«Структура и свойства полимерных нанокомпозитов» (Озе-рин А.Н.) [6, C. 82];

«Физико-химические аспекты формирования морозостойких нано- и микрогетерогенных полимерных композитов на основе олигодиизоцианатов и их смесей» (Терешатов В.В., Макарова М.А., Слободинюк А.И., Сеничев В.Ю., Волкова Е.Р., Внутских Ж.А., Якушев Р.М. ) [6, C. 107];

«Рецепторные свойства нанопористых материалов на основе олигопептидов по отношению к парообразным органическим соединениям в воде» (Ефимова И.Г.) [6, C. 281];

«Использование углеродного наноматериала для очистки жидкостей» (Запороцкова Н.П., Запороцкова И.В., Ермакова Т.А., Поликарпов Д. И) [6, C. 293];

«Термостойкие композиционные наноматериалы SiO₂–Al₂O₃– TiO₂ с наноструктурным наполнителем» (Крутько Н.П., Ульянова Т.М., Овсеенко Л.В., Титова Л.В., Медиченко С.В., Коханов-ский Л.В.) [6, C. 378];

«Модификация полимерных материалов сверхмалыми количествами металл/углеродных наноструктур: теория, эксперимент, технология» (Тринеева В.В.) [6, C. 615];

«Амфифильные жидкокристаллические дендримеры: нано-структурированные и самоорганизующиеся системы» (Бойко Н.И., Лещинер И.Д., Шибаев В.П.) [7, C. 131];

Б.В. ГУСЕВ, Е.П. СБИТНАЯ На XIX менделеевском съезде по общей и прикладной химии...

«Структура растворителя вблизи одностенных углеродных нанотрубок» (Колкер А.М., Горбачев Е.В., Киселев М.Г., Фомина Н.А.) [7, C. 243];

«Каталитическая активность углеродных систем, содержащих наночастицы Ni, Cu, Fe в реакции крекинга пропана» (Шеш-ко Т.Ф., Серов Ю.М., Дементьева М.В.) [7, C. 436];

«Самоорганизация супрамолекулярных и диссипативных полимерных наноструктур» (Якунин А.Н.) [7, C. 450];

«Модифицирование литьевых полиуретанов и пенополиуретанов керамическими наночастицами» (Горбунов Ф.К., Волоскова Е.В., Полубояров В.А., Гурьянова Т.И.) [8, C. 56];

«Магнитные свойства нанокристаллов Y1-XCdXFeO₃, полученных золь-гель методом» (Динь Ван Так, Миттова И. Я., Миттова В. О.) [8, C. 67];

«Особенности образования нанодисперсных металлфосфатов» (Ещенко Л.С., Сумич А.И.) [8, C. 77];

«Разработка наномодифицированных лакокрасочных покрытий специального назначения» (Меньшиков В.В. и др.) [8, C. 135];

«Получение нанотрубок TiO₂ из безводных растворов» (Мирончик Е.В., Богомазова Н.В., Шишкин Н.Я.) [8, C. 139];

«Углеродметаллсодержащие нанокомпозиты на основе полиакрилонитрила» (Никитина Л.В., Кособудский И.Д., Ковнев А.В.) [8, C. 143];

«Получение, структура и свойства композитного материала на основе полидифениламина и наночастиц Сu» (Озкан С.Ж., Карпачева Г.П., Дзидзигури Э.Л., Бондаренко Г.Н.) [8, C. 150];

Б.В. ГУСЕВ, Е.П. СБИТНАЯ На XIX менделеевском съезде по общей и прикладной химии...

«Композиционные покрытия медью, никелем, хромом, цинком с нанодисперсной фазой твердых веществ» (Сайфуллин Р.С., Водопьянова С.В., Мингазова Г.Г., Фомина Р.Е.) [8, C. 167];

«Технология нанопорошка химически осажденного карбоната кальция» (Товажнянский Л.Л., Лобойко А.Я., Михайлова Е.А.,Панасенко В.В.) [8, C. 193];

«Консолидированные порошковые металлические наноматериалы» (Алымов М.И.) [8, C. 233];

«Риски при синтезе нанодисперсных тугоплавких оксидов по методу золь-гель» (Симоненко Н.П. и др.) [8, C. 426];

«Элеткрохимические методы получения и исследования свойств наноматериалов» (Гиндуллина Т.М., Слепченко Г.Б.) [9, C. 59];

«Структура и свойства углеродных волокон, содержащих высокодисперсные металлы» (Сафонова А.М.) [9, C. 95].

Уважаемые коллеги!

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

Гусев Б.В., Сбитная Е.П. На XIX менделеевском съезде по общей и прикладной химии сформулированы тенденции развития нанотехнологий // Нанотехнологии в строительстве: научный Интернет-журнал. М.: ЦНТ «НаноСтроительство». 2012, Том 4, № 1. C. 19–31. URL: magazine/nb/ (дата обращения: ______________).

Dear colleagues!

The reference to this paper has the following citation format:

Gusev B. V., Sbitnaya E. P. The XIX Mendeleev Congress on General and Applied Chemistry formulated the tendencies of nanotechnologies development. Nanotechnologies in Construction: A Scientific Internet-Journal, Moscow, CNT «NanoStroitelstvo». 2012, Vol. 4, no. 1, pp. 19–31. Available at: http://www. (Accessed _____________).

(In Russian).

Б.В. ГУСЕВ, Е.П. СБИТНАЯ На XIX менделеевском съезде по общей и прикладной химии...