Разработка новых методов получения нанокомпозитных материалов, основанных на использовании твердофазных нанореакторов.

1.1 Анализ научно-технической литературы и других материалов, относящихся к разрабатываемой теме.1.2 Формулирование возможных направлений решения задач, поставленных в ТЗ НИР, и их сравнительная оценка.1.3 Выбор и обоснование принятого направления исследований и способов решения поставленных задач.1.4 Разработка общей методики проведения исследований.1.5 Составление промежуточного отчета.

В ходе выполнения работ был установлен ряд закономерностей формирования наноструктур, образующихся в пространственно-ограниченной реакционной зоне при синтезе с использованием в качестве исходных реагентов мезопористых матриц. Было показано, что использование метода пропитки мезопористого оксида кремния с последующей химической модификацией не позволяет достичь удовлетворительных результатов из-за образования крупных наночастиц вне объема пор. В связи с этим в работе предложен новый метод синтеза, основанный на введении неполярного комплекса в гидрофобную часть жидкокристаллической мицеллы темплата в мезопористой матрице. С использованием этого подхода были синтезированы нанокомпозитные материалы на основе мезопористого оксида кремния, исследована их микроструктура и функциональные свойства, а также установлена корреляция свойств с параметрами химической модификации исходных веществ.
На примере железосодержащих нанокомпозитных материалов была показана возможность синтеза упорядоченной системы нанонитей железа в матрице мезопористого оксида кремния (диаметр нитей 1-2 нм, длина более 100 нм). Полученные образцы являются суперпарамагнетиками, причем температура блокировки возрастает от 10 до 130К при увеличении температуры синтеза.
Кроме того, в работе была показана возможность синтеза нанокомпозитов в матрице смешанных мезопористых оксидов - алюмосиликатов. Замещение части катионов алюминия в мезопористом оксиде кремния на катионы с меньшей степенью окисления (алюминия) позволяет получить мезопористые материалы, стенки пор которых несут избыточный заряд. Этот заряд определяется соотношением Si:Al, которое легко поддается контролю при синтезе. При этом в качестве противоионов могут выступать различные катионы, последующая химическая модификация которых позволяет получать необходимые наноструктуры.

Исследованы топология и магнитные свойства нанокомпозитов в микро-, мезо- и нано- масштабах методами малоуглового рассеяния поляризованных нейтронов. Обработаны полученные данные, построена модель объекта исследований, обоснованы допущения. Изготовлены образцы при оптимизированных условиях синтеза с оптимальным диаметром пор и оптимальным видом материала внедрения. Проведена комплексная диагностикя вновь полученных нанокомпозитов синтезированных с использованием двумерных и одномерных нанореакторов на основе мезопористых матриц оксида кремния и оксида алюминия с различным диаметром пор и наночастицами железа и кобальта в качестве материалов внедрения. Проведены необходимые расчеты и математическое моделирование. Сопоставлены результаты эксперимента с результатами расчетов и математического моделирования. Проведены патентные исследования по ГОСТ 15.011-96. Составлен и рассмотрен промежуточный отчет.

В результате выполнения работ по проекту разработана модель направленного синтеза нанокомпозитов с заданными физико-химическими свойствами. Обобщены результаты предыдущих этапов работ. Дана оценка полноты решения задач и эффективности полученных результатов в сравнении с современным научно-техническим уровнем. Проведены дополнительные патентные исследования. Составлен и оформлен отчета. Разработаны рекомендации по использованию результатов НИР