Нанотехнологии и наноматериалы: обзор новых изобретений. Часть 1

org/dc/terms/» property=»dct:title»>Nanotechnologies and nanomaterials: review of inventions. Part 1

2017, Vol. 9, no. 1, pp. 88–106. DOI: » property=»cc:attributionName» rel=»cc:attributionURL»>Ivanov L.A., Muminova S.R. is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License...

Машиночитаемая информация о CC-лицензии в метаданных статьи (HTML-код):

Произведение «Нанотехнологии и наноматериалы: обзор новых изобретений.

Часть 1, публикуется на условиях ...

ОБЗОР ПАТЕНТОВ НА ИЗОБРЕТЕНИЯ, ПОЛЕЗНЫЕ МОДЕЛИ, ПРОМЫШЛЕННЫЕ ОБРАЗЦЫ

Устройство защитной системы городской застройки и способ ее возведения(RU 2604933)

Изобретение относится к области строительства, в т.ч. природоохранных сооружений, и может быть использовано при защите населенных пунктов, объектов народного хозяйства от разрушения, затопления и т.п. явлений природного и техногенного характера.

Устройство защитной системы городской застройки включает водонапорную оболочку, выполненную из композитных материалов, обладающих памятью формы, состоит из канала-лотка, имеющего параболическую или иную форму по периметру из композитного наноматериала, сохраняющего форму и повышенную шероховатость. Канал-лоток состоит из разделительных секций, в которых установлена решетчатая конструкция из вертикальных и горизонтальных элементов из наноматериалов, гибких русловых и береговых связей – демпферов, на которых укреплены верхние грунтонаполняемые и нижние отверждаемые оболочки, а также верхние и нижние и перфорированные водоподпорные сооружения из композитных наноматериалов, укрепленные русловыми анкерами ко дну канала-лотка гибкими связями демпферами, а вантовыми системами – с береговыми и русловыми анкерными устройствами. Откосные части канала-лотка имеют отверстия и дополнительные лотки для освобождения его от наносов. На прилегающих к каналу-лотку боковых территориях устраивают габионные или грунтоармированные подпорные стенки, покрытые материалом с семенами, которые заращиваются растительностью, т.е. применяют агромелиорацию, позволяющую дополнительно обеспечить безопасность населения и объектов городских застроек, которые оповещаются о приближении внешних воздействий и о техническом состоянии данной комплексной системы с помощью контролирующих датчиков и дистанционных устройств, связанных с геоинформационной системой, доступ к которым обеспечивает вантовый мост через канал-лоток. Наносы, осевшие в секциях канала-лотка, транспортируются согласно качественному составу через дополнительные лотки с помо-

ОБЗОР ПАТЕНТОВ НА ИЗОБРЕТЕНИЯ, ПОЛЕЗНЫЕ МОДЕЛИ, ПРОМЫШЛЕННЫЕ ОБРАЗЦЫ щью пневмомеханических устройств, а мутный поток фильтруется в отстойниках-биотенках и далее поступает в водоток. Усиление оснований городской или иной застройки ведет с помощью системы наполняемых оболочек с заполнителем и гибкими демпферами-связями, воспринимающими природные и техногенные воздействия, обеспечивая безопасность, в т.ч. экологическую, городской застройки. Устройство снабжено солнечными накопителями, которые обеспечивают энергией население в период чрезвычайных ситуаций (ЧС) и дополнительной системой мониторинга для оповещения населения о ЧС. Ливнеотводящие устройства позволяют защитить от затопления территории городских застроек/поселений. Способ создания защитной системы городской застройки включает возведение вышеприведенного устройства. Обеспечивается безопасность и функционирование жизнедеятельности населения и предприятий при явлениях природного и техногенного характера, таких как паводки, сели и т.п. [1].

Сварочная проволока с нанокомпозиционным покрытием для сварки высокопрочных сталей(RU 2603936)

Изобретение относится преимущественно к машиностроению и может быть применено при дуговой сварке и наплавке металлических деталей в среде защитного газа и под флюсом.

Изобретение может быть использовано при дуговой сварке и наплавке металлических деталей из высокопрочных сталей в среде защитного газа и под флюсом. Проволока состоит из металлического стержня с на-нокомпозиционным покрытием, состоящим из металлической матрицы и наноразмерных частиц фторидов и боридов редкоземельных металлов с размером частиц менее 1000 нм при следующем соотношении объемов матрицы и наноразмерных частиц в покрытии, %: металлическая матрица 55–96, наноразмерные частицы фторида или смеси фторидов редкоземельного металла 3–20, наноразмерные частицы борида или смеси боридов редкоземельного металла 1–25. Сварочная проволока позволяет увеличить прочность, пластичность и ударную вязкость сварных швов высокопрочных сталей [2].

ОБЗОР ПАТЕНТОВ НА ИЗОБРЕТЕНИЯ, ПОЛЕЗНЫЕ МОДЕЛИ, ПРОМЫШЛЕННЫЕ ОБРАЗЦЫ

Высокопрочный водостойкий органокомпозит и способ его изготовления(RU 2604621)

Предлагается высокопрочный водостойкий органокомпозит, выполненный из волокнистого наполнителя на основе высокопрочных высокомодульных многофиламентных полиэтиленовых волокон и полимерного связующего на основе эпоксидной смолы с аминным отвердителем. Поверхность наполнителя предварительно обрабатывают в плазме барьерного разряда воздействием импульсного барьерного разряда в воздухе при атмосферном давлении при воздействии переменного напряжения с частотой 10–50 кГц, с удельной мощностью разряда 50–500 Вт/м², со скоростью обработки 0,3–7 м/мин. Затем обрабатывают ацетоновым раствором суспензий металлосодержащих наноструктур в углеродполимерных средах. Затем наполнитель сушат, пропитывают полимерным связующим, приготовленным механическим смешением компонентов, и осуществляют формование органокомпозита с температурой отверждения, не превышающей 75^оС. В качестве эпоксидной смолы полимерного связующего органокомпозит содержит смесь эпоксидианового (А) и эпоксиалифатическо-го (Б) олигомеров в соотношении А:Б от 10:1,3 до 10:3. В качестве аминного отвердителя – эвтектическую смесь метафенилендиамина (МФДА) и 4,4′-диаминодифенилметана (4,4′-ДАДФМ) при их массовом соотношении от 22:78 до 78:22; и дополнительно содержит смесь олигоэфирциклокарбонатов, форполимер уретановый. Соотношение компонентов в органокомпозите, масс. ч.: волокнистый наполнитель – 250–700; эпоксидиановый олигомер (А) – 100; эпоксиалифа-тический олигомер (Б) – 13–30; смесь олигоэфирциклокарбонатов – 10–20; форполимер уретановый – 5–25; эвтектическая смесь МФДА + 4,4′-ДАДФМ – 28–45. Изобретение позволяет повысить физико-механические свойства и водостойкость органокомпозита при обеспечении экологической чистоты и технологической простоты процесса при реализации промышленного производства [3].

ОБЗОР ПАТЕНТОВ НА ИЗОБРЕТЕНИЯ, ПОЛЕЗНЫЕ МОДЕЛИ, ПРОМЫШЛЕННЫЕ ОБРАЗЦЫ

Способ получения полимерного композитас наномодифицированным наполнителем (варианты)(RU 2602798)

Изобретение относится к способу получения полимерного композита с наномодифицированным наполнителем. Способ получения полимерного композита с наномодифицированным наполнителем включает растворение полимера в первом растворителе при температуре 90оС, обработку ультразвуком находящихся во втором растворителе углеродных нанотрубок (УНТ), смешивание растворенного полимера с раствором УНТ, обработку ультразвуком полученного раствора и термообработку. Способ отличается тем, что раствор УНТ содержит конические углеродные нанотрубки, предварительно функционализированные путем термохимической обработки в смеси азотной и серной кислот гидроксильными и карбоксильными группами. Заявлен также вариант способа. Технический результат – получение полимерного композита с однородным содержанием углеродных нанотрубок [4].

Нанослойное покрытие для высококачественных инструментов (RU 2602577)

Изобретение относится к нанослойному покрытию режущего инструмента и способу его нанесения на режущий инструмент. Осуществляют нанесение на поверхность режущего инструмента покрытия, содержащего нанослойную структуру из чередующихся нанослоев А, состоящих из (Al,Ti,W)N, и нанослоев В, состоящих из (Ti,Si,W)N. Для нанесения нанослойной структуры используют, по меньшей мере, один источник дугового испарения. Упомянутую нанослойную структуру наносят из чередующихся нанослоев А, имеющих элементный состав, заданный формулой (Al_xTi_1–x–yW_y)N с 0,50≤х≤0,65 и 0≤у≤0,10, причем коэффициенты, заданные как х, 1–х–у и у соответствуют атомной концентрации алюминия, титана и вольфрама соответственно, и нанослоев В, имеющих элементный состав, заданный формулой (Ti_1–z–uSi_zW_u)N с 0,05≤z≤0,30 и 0≤u≤0,10, причем коэффициенты, заданные как 1–z–u, z и u соответствуют атомной концентрации титана, кремния и вольфрама соответственно. Для количественного определения элементов в упомянутом слое А учитывают только упомянутые алюминий, титан и воль-

ОБЗОР ПАТЕНТОВ НА ИЗОБРЕТЕНИЯ, ПОЛЕЗНЫЕ МОДЕЛИ, ПРОМЫШЛЕННЫЕ ОБРАЗЦЫ фрам. Для количественного определения элементов в упомянутом слое В учитывают только упомянутые титан, кремний и вольфрам. Упомянутый, по меньшей мере, один источник дугового испарения содержит предусмотренное на мишени магнитное приспособление для создания магнитных полей на поверхности мишени и над ней. Упомянутое магнитное приспособление содержит крайние постоянные магниты, центральный постоянный магнит и, по меньшей мере, одну размещенную позади мишени кольцевую катушку, внутренний диаметр которой, определяемый обмотками, меньше или равен диаметру мишени, при этом во время нанесения нанослойной структуры крайние постоянные магниты расположены на расстоянии 6–10 мм от мишени. Проекция крайних постоянных магнитов на поверхность мишени находится дальше от середины поверхности мишени по сравнению с проекцией кольцевой катушки на поверхность мишени, а центральный постоянный магнит расположен позади мишени. Обеспечивается покрытие для высококачественного режущего инструмента, обеспечивающее более высокую производительность по сравнению с режущим инструментом, известным из уровня техники [5].

Способ придания супергидрофобных свойств поверхности металла (RU 2605401)

Изобретение относится к способу придания супергидрофобных свойств поверхности металла. Воздействуют на упомянутую поверхность сфокусированным лучом импульсного лазерного излучения с длительностью импульсов в наносекундном диапазоне, осуществляют перемещение упомянутого луча относительно упомянутой поверхности по заранее заданному закону. Выбирают характеристики упомянутого лазерного излучения и параметры упомянутого относительного перемещения таким образом, чтобы формировать на упомянутой поверхности многомодальную шероховатость с размерами одновременно в нанометровом и микрометровом диапазонах. Модифицируют упомянутую поверхность веществом с низкой поверхностной энергией – гидрофобиза-тором. Технический результат заключается в высокой эффективности процесса текстурирования поверхности и обеспечении формирования супергидрофобного состояния многомодальной шероховатости с характерными размерами одновременно в нанометровом (нанометры и/или

ОБЗОР ПАТЕНТОВ НА ИЗОБРЕТЕНИЯ, ПОЛЕЗНЫЕ МОДЕЛИ, ПРОМЫШЛЕННЫЕ ОБРАЗЦЫ десятки нанометров) и микрометровом (десятки и/или сотни микрон) диапазонах [6].

Способ получения композита диоксид титана/углерод (RU 2602536)

Изобретение может быть использовано в производстве эффективных электродных материалов в химических источниках тока, сорбентов. Для получения композита диоксид титана/углерод TiO2/C проводят термическое разложение титансодержащего прекурсора в инертной атмосфере. В качестве титансодержащего прекурсора используют гли-церолат титана Ti(C3H7O3)4, который нагревают со скоростью 5 град/мин до температуры отжига 360–850оC и выдерживают при этой температуре в течение 0,5 часов. Изобретение позволяет получить нанокомпозит диоксид титана/углерод с разнообразной кристаллографической симметрией и с морфологией слабоагломерированных наностержней [7].

Способ получения коллоидных дисперсий графена (RU 2603834)

Изобретение может быть использовано при получении наномоди-фицированных композитных материалов для машиностроения, строительства, энергетики, электроники и медицины. Расщепляют графитовый материал нагревом до 50–400оС интеркалированных соединений с массовым отношением графита к гептафториду йода от 1:0,77 до 1:5,02 соответственно. Затем проводят ультразвуковое диспергирование расщепленного графита в дисперсной среде – полиаминокарбоновых кислотах или их солях при массовом отношении от 0,000001:1 до 0,01:1 соответственно. Способ получения коллоидных суспензий графена прост и безопасен [8].

Способ получения нанопорошков кристаллических оксидов металлов с использованием криообработки водно-органических золей (RU 2603658)

Изобретение относится к способу получения кристаллических нанопорошков металлов с размером кристаллитов менее ≤10 нм и может

ОБЗОР ПАТЕНТОВ НА ИЗОБРЕТЕНИЯ, ПОЛЕЗНЫЕ МОДЕЛИ, ПРОМЫШЛЕННЫЕ ОБРАЗЦЫ быть использовано в химической промышленности, для производства полупродуктов для мелкозернистых керамических материалов. Синтез проводят в водно-органической среде, используя в качестве источников металлов нитраты, хлориды или ацетаты. Для формирования и стабилизации золя используют ацетилацетон-спиртовые растворы N,N-диметилоктиламина, гексаметилентетрамина или моноэтанола-мина. В качестве комплексообразователя используют ацетилацетон. Полученный золь через струйную форсунку диспергируют в жидкий азот, где при скорости охлаждения >30о происходит криогрануляция. Полученные гранулы подвергают вакуум-сублимационной сушке с образованием криоаэрогеля, который затем прокаливают при 500оC на воздухе в течение 3 ч. Предлагаемый способ обеспечивает технологичный и экологически приемлемый способ получения нанокристалличе-ских оксидов металлов [9].

Оптическое устройство с препятствующим запотеванию покрытием(RU 2603396)

Изобретение относится к оптическим устройствам, например к таким, как оптические и защитные очки, экраны, защищающие лицо. Устройства содержат прозрачный оптический компонент, прозрачный электропроводный слой покрытия на поверхности оптического компонента, источник питания. Покрытие содержит поперечно-сшитую сетку, содержащую политиофен, углеродные наноструктуры, функци-оанализированные тиофеном, и сшивающий агент на основе переходного металла. Слой покрытия может выполнять функцию активного покрытия, препятствующего запотеванию, и предназначен для предотвращения каплеобразной конденсации паров воды на поверхности. Изобретение касается также подложки, имеющей первую поверхность и содержащей находящийся на этой поверхности прозрачный электропроводный слой, содержащий поперечно-сшитую сетку, содержащую поли(3,4-этилендиокситиофен), полистиролсульфоновую кислоту, углеродные нанотрубки, функциоанализированные тиофеном, и сшивающий агент. Изобретение обеспечивает предотвращение запотевания при нанесении данного состава на поверхность таких средств, как экран, защищающий лицо, очки, в том числе их защитные и предохранительные модификации, окуляры и другие подобные устройства [10].

ОБЗОР ПАТЕНТОВ НА ИЗОБРЕТЕНИЯ, ПОЛЕЗНЫЕ МОДЕЛИ, ПРОМЫШЛЕННЫЕ ОБРАЗЦЫ

Антифрикционная присадка (концентрат)(RU 2603189)

Изобретение относится к концентрату антифрикционной присадки, содержащему порошок наноалмазов, полученный детонационным синтезом, трансформаторное масло, дополнительно содержит керосин авиационный марки Т-1 и олеиновую кислоту при следующем соотношении компонентов, масс. %: наноалмазы, полученные детонационным синтезом (ДНА) – 0,30–5,0; олеиновая кислота – 12–50; керосин авиационный марки Т-1 – 6,0–25,0; трансформаторное масло – остальное. Техническим результатом настоящего изобретения является замена алмазосодержащей шихты, содержащей примеси металлов на наноалмазы без примесей, полученные детонационным синтезом, дисперсанта винилсукцинимида более доступным компонентом, а также предельное увеличение содержания ДНА – при сохранении седиментационной устойчивости состава. Область применения: в смазочных композициях, в качестве антифрикционной присадки. Изобретение относится к области получения смазочных композиций с твердыми модификаторами трения, которые используются для смазки машин и механизмов как в процессе обкатки, так и при эксплуатации [11].

Способ тушения пожара нанопорошком с помощью огнетушителя порошкового и огнетушитель порошковый(RU 2607761)

Изобретение относится к области огнегасящих порошков, выполненных в виде нанопорошка. Огнетушитель порошковый содержит корпус, заполненный огнетушащим порошком, устройство его вытеснения и подачи в очаг пожара, запорно-пусковое устройство и устройство распыления порошка в контролируемой зоне, огнетушащий порошок выполнен в виде нанопорошка. Заявляемое техническое решение просто в эксплуатации и может быть использовано в обычном порошковом огнетушителе для подачи нанопорошка при пожаре в контролируемую зону с присутствием или отсутствием людей [12].

ОБЗОР ПАТЕНТОВ НА ИЗОБРЕТЕНИЯ, ПОЛЕЗНЫЕ МОДЕЛИ, ПРОМЫШЛЕННЫЕ ОБРАЗЦЫ

Термостойкий полимерный композиционный материал на основе силоксанового каучука и способ его получения (RU 2607412)

Изобретение относится к теплостойким композиционным материалам, которые могут применяться в различных отраслях техники, и к способу их получения. Описан термостойкий полимерный композиционный материал, содержащий силоксановый каучук в качестве матрицы и многостенные углеродные нанотрубки (УНТ) в качестве наполнителя в количестве 0,1–1,0 мас.ч. на 100 г мас.ч. матрицы, при этом материал обладает термостойкостью (изменение массы при 400оС – не более 3,93%) и физико-механическими свойствами: модуль упругости при растяжении 0,93–3,63 МПа при относительном удлинении 330–505%. Также описан способ получения полимерного композиционного материала. Технический результат: создание нового полимерного композиционного материала с повышенной термостойкостью и улучшенными механическими свойствами на основе силоксанового каучука в качестве матрицы и углеродных нанотрубок в качестве наполнителя [13].

Теплозащитное нанокомпозитное покрытие и способ его формирования

(RU 2606814)

Изобретение относится к напылению теплозащитных покрытий и может быть использовано в авиастроении и других областях машиностроения при производстве деталей турбинных двигателей и установок. Теплозащитное нанокомпозитное покрытие, содержащее оксид циркония, нанесенное на поверхность изделия из никелевого сплава с использованием магнетронной системы, содержит первичный сплошной слой, градиентный переходный слой и пленку из оксида циркония. Первичный сплошной слой состоит из никелевого сплава, соответствующего составу упомянутого изделия, с цирконием и с добавками стабилизирующего элемента. Градиентный переходный слой содержит две фазы в виде диэлектрической фазы из оксида циркония и металлической фазы из никелевого сплава, соответствующего составу упомянутой поверхности изделия, и циркония с добавкой стабилизирующего элемента, при этом доля оксидной фазы в переходном слое возрастает по мере

ОБЗОР ПАТЕНТОВ НА ИЗОБРЕТЕНИЯ, ПОЛЕЗНЫЕ МОДЕЛИ, ПРОМЫШЛЕННЫЕ ОБРАЗЦЫ увеличения его толщины. Способ формирования упомянутого теплозащитного нанокомпозитного покрытия на поверхности изделия из никелевого сплава характеризуется тем, что осуществляют формирование на поверхности изделия первичного сплошного слоя из никелевого сплава, соответствующего составу упомянутого изделия, с цирконием и с добавкой стабилизирующего элемента, градиентного переходного слоя, и напыление пленки из оксида циркония до достижения ею требуемой толщины покрытия. Обеспечивается механическая прочность покрытия, повышение его жаропрочности и жаростойкости, а также высокое значение адгезии и когезии [14].

Защитное покрытие на основе полимерного композиционного радиоматериала (RU 2606350)

Изобретение относится к области радиопоглощающих материалов и покрытий. Описано защитное покрытие на основе полимерного композиционного радиоматериала, содержащее наполнитель и эпоксидную смолу в качестве полимерного связующего, в котором в качестве наполнителя использованы многостенные углеродные нанотрубки (МУНТ) в следующей концентрации, мас. %: многостенные углеродные нанотрубки – 2–8, эпоксидная смола – остальное до 100. Технический результат: получение защитного покрытия, расширяющего область защиты от микроволнового излучения [15].

Также представляют интерес для специалистов следующие изобретения в области нанотехнологий:

• •    Способ приготовления укрепляющего раствора (RU 2601885) [16].

• •    Способ исследования информационной емкости поверхности нано-структурированных материалов (RU 2606089) [17].

• •    Повышение долговечности базальтофибробетона наноструктурными добавками, [18].

• •    Способ очистки поверхностных и подземных вод от титана и его соединений с помощью углеродных нанотрубок и ультразвука (RU 2575029) [19].

ОБЗОР ПАТЕНТОВ НА ИЗОБРЕТЕНИЯ, ПОЛЕЗНЫЕ МОДЕЛИ, ПРОМЫШЛЕННЫЕ ОБРАЗЦЫ

• •    Материал на полимерной основе для комбинированной радио- и радиационной защиты (RU 2605696) [20].

• •    Термоэлектрический тепловой насос с нанопленочными полупроводниковыми ветвями (RU 2595911) [21].

• •    Полимерный композиционный наноматериал (RU 2605590) [22].

• •    Способ изготовления датчика влажности (RU 2579807) [23].

• •    Способ придания супергидрофобных свойств поверхности металла (RU 2605401) [24].

• •    Способ получения композиций из полимера и наноразмерных наполнителей (RU 2586979) [25].

• •    Способ изготовления комплексной нанодисперсной добавки для высокопрочного бетона (RU 2563264) [26].

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:

ОБЗОР ПАТЕНТОВ НА ИЗОБРЕТЕНИЯ, ПОЛЕЗНЫЕ МОДЕЛИ, ПРОМЫШЛЕННЫЕ ОБРАЗЦЫ