Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка методов получения адаптивных композиционных наноматериалов на основе обладающего свойствами памяти формы нитинола медицинского и общетехнического назначения

Докладчик: Рыклина Елена Прокопьевна

Должность: в.н.с., Leading researcher

Цель проекта:
1) Анализ опубликованных работ, посвященных влиянию параметров внешних воздействий при наведении эффектов памяти формы, свидетельствует о неоднозначности и даже противоречивости результатов, полученных разными авторами, что не позволяет составить полную картину о закономерностях формирования функциональных свойств. По имеющимся публикациям составить полную картину практически невозможно. Причины этого заключаются в неучете следующих важных факторов: ¬- При наведении ЭПФ используют все возможные виды деформации; в то же время экспериментально доказано, что вид деформации сильно влияет на реализуемый комплекс свойств; - Разная рабочая форма объектов исследований (проволока, пруток, лента, пружина); - При проведении исследований структуру сплава, как правило, не учитывают; -Упускается из виду важность исходного фазового состояния и возможность реализации разных механизмов (последовательностей) превращений при наведении ЭПФ и ОЭПФ; - Реальные изделия технического и медицинского назначения из сплавов на основе никелида титана с памятью формы в большинстве случаях работают на изгиб. Исследованию ОЭПФ при изгибе посвящены лишь отдельные публикации. Для изделий из СПФ, работающих в разных деформационно-термических условиях, насущной проблемой является формирование с помощью ТМО по разным схемам наноструктур, обеспечивающих предельно возможные ФС или требуемые их сочетания. 2) Разработка композиций и технологий получения новых адаптивных композиционных наноматериалов (далее - АКНМ) на металлической основе с наполнителями, обладающими способностью контролируемым образом реагировать на изменяющиеся внешние воздействия, в том числе выполняющими функции сенсорных, управляющих и/или исполнительных элементов, изменяя свои функциональные свойства, для "умных" датчиков, узлов различных конструкций медицинского и общетехнического назначения. 3). Разработка и использование оптимальных режимов термомеханической обработки, включая интенсивную пластическую деформацию, для создания уникальных устройств медицинского и технического назначения нового поколения с предельно высокими функциональными характеристиками, позволяющими реализовать принципиально новые технологии хирургических вмешательств.

Основные планируемые результаты проекта:
1) Проведен аналитический обзор научных и информационных источников по теме проекта, на ос-новании которого сформулирован выбор и обоснование направления исследований и способов решения поставленных задач. Проведены патентные исследования по теме проекта.
2) По результатам поисковых исследований, будет составлен алгоритм, который может быть рекомендован в качестве руководства при выборе режимов ТМО, обеспечивающих получение нужного структурного состояния и температурно-деформационной схемы наведения эффектов памяти формы и соответственного требуемого уровня функциональных характеристик в зависимости от по-ставленной цели для достижения того или иного сочетания свойств в готовом изделии. Результаты исследований будут применены при разработке уникальных медицинских и технических устройств с предельно высокими функциональными характеристиками: ЭПФ, ОЭПФ и сверхупругостью.
3) Научные и технологические решения, в том числе разработанные методики являются новыми.
4) Научные и технологические решения являются опережают мировой уровень.
5) Работа состоит из трех направлений:
5.1. Прикладные исследования структуры и функциональных свойств СПФ Ti-Ni.
5.2. Разработка оригинальных конструкций и устройств технического и медицинского назначения и технологий их производства.
5.3. Разработка рекомендаций по использованию полученных результатов и применению созданных экспериментальных образцов технического и медицинского назначения.



Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
1. Результаты исследований будут применены при разработке уникальных медицинских и технических устройств с предельно высокими функциональными характеристиками: ЭПФ, ОЭПФ и сверхупругостью.
2. По результатам поисковых исследований, будет составлен алгоритм, который может быть реко-мендован в качестве руководства при выборе режимов ТМО, обеспечивающих получение нужного структурного состояния и температурно-деформационной схемы наведения эффектов памяти формы и соответственного требуемого уровня функциональных характеристик в зависимости от поставленной цели для достижения того или иного сочетания свойств в готовом изделии.
3. Полученные результаты могут быть использованы в технике и медицине при разработке интеллектуальных устройств с предельно высокими функциональными характеристиками. В результате работы будут созданы устройства медицинского назначения нового поколения для сердечно- сосудистой, эндоскопической и абдоминальной хирургии, с уникальными характеристиками, обеспечивающих недостижимый ранее социальный эффект при лечении населения. Внедрение новых разработок будет способствовать снижению смертности, процента инвалидизации населения и принесет весомый социальный эффект.

Текущие результаты проекта:
Проведен аналитический обзор по теме проекта. Выбраны и обоснованы направления исследований. Проведены патентные исследования. Разработаны новые композиции АКНМ. Разработаны лабораторные методики фазового и структурного анализа и измерения функциональных свойств. Разработан лабораторный технологический регламент получения АКНМ. Изготовлены экспериментальные образцы АКНМ. Проведен первичный фазовый и структурный анализ АКНМ.
Проведена термомеханическая обработка (ТМО) АКНМ по схеме многоосевой изотермической деформации. Оптимизированы режимы обработки для получения ультрамелкозернистой структуры АКНМ. Проведена ТМО проволоки из АКНМ для получения функциональных свойств рабочих элементов термозапорных газовых клапанов.