Регистрация / Вход
Прислать материал

Pазpабoтка матеpиала, технoлoгии его получения и сoздание oпытнo-лабораторногo пpoизвoдства флуopесциpующих пленoк из пoлиoлефинoвых теpмoпластичных пoлимеpoв и кoллoидных пoлупpoвoдникoвых систем на oснoве стpуктуp CdSe/CdS/ZnS/CdZnS (квантовых точек).

Номер контракта: 14.574.21.0064

Руководитель: Павлов Сергей Алексеевич

Должность: Главный специалист

Организация: федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева"
Организация докладчика: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева"

Аннотация скачать
Постер скачать
Ключевые слова:
квантовые точки, флуоресцирующие пленки, флуоресцирующие слои, светокорректирующие материалы, защищенный грунт, солнечный свет, укрывные флуоресцирующие пленки, люминесцентные экраны, люминесцентное излучение

Цель проекта:
Проект направлен на разработку нового поколения флуоресцирующих полимерных пленок, получаемых на основе полиолефинов и коллоидных полупроводниковых материалов типа CdSe/CdS/ZnS/CdZnS, называемых (квантовыми точками). В рамках сформулированной проблемы конкретной целью реализуемого проекта является разработка технологии получения флуоресцирующих полимерных пленок на основе термопластичных полиолефипов и коллоидных полупроводниковых систем на основе структур CdSe/CdS/ZnS/CdZnS (квантовых точек) и изучение возможности применения разработанного материала в качестве светокорректирующих материалов в сельском хозяйстве и люминесцентных дисплеев.

Основные планируемые результаты проекта:
В рамках реализации настоящего проекта ожидается получить следующие результаты:
Аналитический обзор современной научно-технической, нормативной, методической литературы, затрагивающей исследуемую научно-техническую проблему, патентные исследования. Лабораторные методики: изготовления экспериментальных образцов квантовых точек состава CdSe/CdS/ZnS/CdZnS в виде стабильной дисперсии в неполярном растворителе; изготовления экспериментальных образцов суперконцентрата квантовых точек состава CdSe/CdS/ZnS/CdZnS на основе полиолефинов, используемого в производстве флуоресцирующей пленки; изготовления экспериментальных образцов флуоресцирующих укрывных пленочных материалов на основе полиолефинов, содержащих квантовые точки состава CdSe/CdS/ZnS/CdZnS с использованием суперконцентрата; изготовления экспериментальных образцов флуоресцирующих пленочных материалов на основе полиолефинов и квантовых точек состава CdSe/CdS/ZnS/CdZnS, пригодных для использования в люминесцентных экранах и мониторах. По разработанным методикам будут получены соответствующие экспериментальные образцы, которые в дальнейшем будут исследованы. На основании литературных и экспериментальных данных будут разработаны лабораторные регламенты получения экспериментальных образцов флуоресцирующих укрывных пленочных материалов для создания опытно-лабораторного производства и получения экспериментальных образцов флуоресцирующих пленочных материалов для использования в люминесцентных экранах и мониторах для создания опытно-лабораторного производства. На заключительном этапе настоящего проекта будет разработан проект технического задания на проведение ОТР по теме: «Pазpабoтка технологии получения нового материала и сoздание oпытнo-промышленного пpoизвoдства флуopесциpующих пленoк из пoлиoлефинoвых теpмoпластичных пoлимеpoв и кoллoидных пoлупpoвoдникoвых систем на oснoве стpуктуp CdSe/CdS/ZnS/CdZnS (квантовых точек)». Также будет проведена технико-экономическая оценка для установления экономической значимости полученных результатов проекта.

Краткая характеристика создаваемой/созданной научной (научно-технической, инновационной) продукции:
Проведены: аналитический обзор современной научно-технической, нормативной, методической литературы, затрагивающей научно-техническую проблему, исследуемую в рамках ПНИ, и патентные исследования, теоретические исследования состояния исследуемой проблемы и вариантов возможных решений поставленных перед ПНИ задач, выбор и обоснование направления исследований, методов и средств изучения свойств и структуры покрытий. Разработаны лабораторные методики изготовления квантовых точек на основе коллоидных полупроводниковых материалов состава CdSe/CdS/ZnS/CdZnS в виде стабильной дисперсии в неполярном растворителе и суперконцентрата квантовых точек состава CdSe/CdS/ZnS/CdZnS на основе полиолефинов, используемых в производстве флуоресцирующей пленки, получены соответствующие образцы. Разработаны методики изготовления флуоресцирующих укрывных пленочных материалов на основе квантовых точек и полиолефинов и флуоресцирующих пленочных материалов на основе полиолефинов и квантовых точек, пригодных для использования в люминесцентных экранах и мониторах, получены соответствующие образцы. Разработана методика измерения значений квантовых выходов фотолюминесценции, проведены соответствующие измерения. Разработанные методики являются уникальными, позволяющими получить продукцию, имеющую актуальное, с учетом нынешней политической и экономической обстановки, применение в сельском хозяйстве для повышения урожайности тепличных культур, а также для использования в люминесцентных экранах и дисплеях (такие разработки практически не имеют аналогов в мире). Синтезированные квантовые точки, соответствуют техническому заданию, обладают длинной волны люминесценции 600 - 650 нм, содержание квантовых точек в суперконцентрате составляет 1%. Достигнута полная совместимость оптически активного компонента с полиолефиновой матрицей. Полученные экспериментальные образцы полимерных пленочных материалов являются новым поколением флуоресцентов, не имеющие аналогов на территории России и за рубежом, и соответствуют техническому заданию. Абсолютные значения квантового выхода люминесценции полученных флуоресцирующих укрывных пленочных материалов - 63,11% и флуоресцирующих пленочных материалов на основе полиолефинов и квантовых точек, пригодных для использования в люминесцентных экранах и мониторах - 53,14%.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
Области применения полученных результатов: а) Сельское хозяйство - для повышения урожайности тепличных культур. Повышение урожайности тепличных сельскохозяйственных культур является важной народохозяйственной задачей. В условиях современных экономических реалий и необходимости импортозамещения эта проблема представляется особенно актуальной. б) Разработка люминесцентных экранов и дисплеев. В этой области применения квантовых точек можно выделить два следующих направления: 1) использование электролюминесцентных свойств и связанная с этим разработка соответствующих светодиодов и 2) использование фотолюминесцентных свойств квантовых точек. В настоящей работе исследуется вторая из указанных возможностей. Разработка такого экрана предполагает использование для подсветки эффективную и экономичную матрицу на основе синих светодиодов. Это позволяет получить более яркие тона и более широкий цветовой охват, увеличивает экономичность до 50% по сравнению с традиционными жидкокристаллическими дисплеями. Предполагается, что разработанные нами продукты имеют большие перспективы коммерциализации. Потенциальными потребителями разработанных материалов и технологий являются: тепличные хозяйства Средней полосы и Юга России, заинтересованные в повышении эффективности и рентабельности; индивидуальные и приусадебные хозяйства, заинтересованные в повышении урожайности; производители укрывных материалов сельскохозяйственного назначения; производители дисплеев и люминесцентных экранов.

Текущие результаты проекта:
На третьем этапе реализации настоящего проекта разработаны методика исследовательских испытаний экспериментальных образцов флуоресцирующих укрывных пленочных материалов на основе полиолефинов и квантовых точек состава CdSe/CdS/ZnS/CdZnS с использованием суперконцентрата и экспериментальных образцов флуоресцирующих пленочных материалов на основе полиолефинов и квантовых точек состава CdSe/CdS/ZnS/CdZnS, пригодных для использования в люминесцентных экранах и мониторах на фотостабильность и методика исследовательских испытаний экспериментальных образцов флуоресцирующих укрывных пленочных материалов на основе полиолефинов и квантовых точек состава CdSe/CdS/ZnS/CdZnS с использованием суперконцентрата на механические свойства и проведены исследовательские испытания по разработанным методикам. Проводится разработка методики исследовательских испытаний экспериментальных образцов флуоресцирующих укрывных пленочных материалов на основе полиолефинов и квантовых точек состава CdSe/CdS/ZnS/CdZnS с использованием суперконцентрата на светостойкость.