Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка технологии получения многофункциональных материалов на основе наноуглерода.

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Выполнение этапа проекта
Проект
02.435.11.2013
Организация
ФТИ им. А.Ф.Иоффе
Продолжительность работ
2005 - 2006, 15 мес.
Бюджетные средства
10 млн
Внебюджетные средства
0 млн

разработка базовых технологий получения материалов на основе наноуглерода различных фуллереноподобных модификаций, обладающих уникальными магнитными, механическими и тепловыми свойствами, для технических применений

Этапы проекта

1
25.07.2005 - 30.09.2005
Разработка технологических процессов полимеризации и гидрогенизации фуллеренов, инкапсуляции и интеркалирования магнитных металлов в наноуглеродную оболочку, формирования суспензий, объемных и пленочных и структур наноуглерода, в том числе методами электронных нанозондов.Проведение тестовых технологических экспериментов.Сравнение уникальных характеристиках разрабатываемых материалов с мировыми аналогами
Развернуть
2
01.10.2005 - 08.12.2005
АННОТАЦИОННЫЙ ОТЧЕТ
О НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЕ
«РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ НАНОУГЛЕРОДА»
Государственный контракт от «11» июля 2005 г. № 02.435.11.2013

Установление и оптимизация параметров технологических процессов получения материалов на основе наноуглерода различных фуллереноподобных модификаций

(промежуточный, 2 этап)
Шифр 2005-ИН-13.5/002/013

Цель работы - Установление и оптимизация технологических процессов полимеризации и гидрогенизации фуллеренов, инкапсуляции и интеркалирования металлов в наноуглеродную оболочку и наноалмазы, формирование суспензий, объемных и пленочных и структур наноуглерода, для получения образцов магнитного наноуглерода, эндоэдральных комплексов, инкапсулятов металлов в наноуглеродную оболочку.
В работе используются технологические процессы полимеризации и гидрогенизации фуллеренов, инкапсуляции и интеркалирования металлов в наноуглеродную оболочку и наноалмазы.
В работе проведены патентные исследования по ГОСТ 15.011-96, относящиеся к разрабатываемой теме.
Результаты, полученные в ходе выполнения этапа по направлениям:
Усовершенствование способа изготовления металлоуглеродных гибридных наноструктур (МУГ) на основе графитовых нановолокон и металлов II группы.
Экспериментально показано, что МУГ типа ГНВ-металл II группы являются перспективными материалами для систем хранения водорода и могут запасать до 5 % (масс.) в условиях насыщения при комнатной температуре и давлениях Н2 8-10 МПа (с последующей холодной десорбцией). По нашему мнению, способ изготовления МУГ на основе графитовых нановолокон и металлов II группы доведен до патентоспособного решения.
Усовершенствование методики получения металлоуглеродных гибридных наноструктур (МУГ) на основе углеродных нанотрубок и сплавов типа АВ5.
Экспериментально показано, что МУГ типа УНТ–АВ5 являются перспективными материалами для систем хранения водорода и могут запасать до 5 % (масс.) в условиях насыщения при комнатной температуре и давлениях Н2 8-10 МПа.
Синтез гидрогенизированных углеродных одностенных нанотрубок и гидрофуллерита С60
Основное отличие процедур гидрирования или дейтерирования заключается в различии температур разложения AlH3 или AlD3 на стадии предварительного нагружения. Тем не менее, для гидрофуллерита С60 результаты термобарообработки оказались зависящими от изотопа. При дейтерировании было получено соединение, состав которого по результатам элементного анализа был равен С60D59.3. С учетом точности измерений этим методом DH/С60» ±2 и наличия примеси протия в источнике дейтерия, полученное значение соответствует стехиометрическому. При насыщении протием образец получился неоднородным, состав наиболее насыщенной фракции составлял С60H~40. Чтобы проверить, обусловлена ли неоднородность насыщения кинетическими или термодинамическими причинами, полученный гидрофуллерит повторно обработан по той же процедуре и в настоящее время тестируется.
Спектр электронных и колебательных переходов в гидрированных углеродных одностенных нанотрубках при варьировании содержания водорода в них.
Методом ИК спектроскопии впервые установлено, что в одностенных углеродных нанотрубках, насыщенных водородом при давлении 5 ГПа и t=500°С в течение 6 час. примерно в 10 раз уменьшается высокочастотная проводимость свободных носителей, исчезают электронные переходы между сингулярностями ван-Хова и формируются химические С-Н связи. Практически весь водород связан в С-Н связях. Высокочастотная проводимость свободных носителей и электронные переходы в нанотрубках лишь частично восстанавливаются после полного удаления водорода из образцов, что свидетельствует о появлении дефектов структуры в нанотрубках в результате гидрирования и последующей дегазации.
Влияние условий гидрирования при высоком давлении на спектр колебательных мод фуллерита С60.
В результате варьирования температурного и временного режимов насыщения водородом фуллерита С60 при давлении водорода 30 кбар получены гидриды С60Н3
Развернуть
3
01.01.2006 - 30.06.2006
В ходе третьего этапа были разработаны методы синтеза соединений С60Нх при варьируемых давлениях водорода, температурах и временах синтеза для определения оптимальных условий синтеза и возможности получения сверхстехиометрических соединений с х ? 60.
Изготовлены и проведены лабораторные испытания следующих макетных образцов на основе наноуглерода различных фуллереноподобных модификаций по программе-методике (ПМ) лабораторных испытаний:
А) образцов углеродных гибридных наноструктур - гидрогенизированных фуллеренов С60
Б) эндоэдральных комплексов фуллеренов с металлами, а именно с гадолинием и выделение ЭМФ Gd@C82, с чистотой ~98%
В) Инкапсулятов металлов в наноуглеродную оболочку в форме порошков, а именно макетные образцы наномагнетиков системы Nd/Fe/C в матрице аморфного углерода элементного состава близкого к Nd2Fe14C и макетные образцы порошков наноалмазов с с металлами
Г) пленочных структур и суспензий, а именно тонкопленочных (толщиной до 1 мкм) наноструктур типа углеродная матрица – магнитные нанокластеры; суспензий наноалмазов, интеркаллированных металлами, пленок фуллерита C60 с упорядоченной пространственной системой точечных фуллереновых кластеров в виде квадратной матрицы на атомно-гладкой поверхности полупроводника

Проведены дополнительные патентные исследования по ГОСТ 15.011-96.
Развернуть
4
01.07.2006 - 31.10.2006
 Разработаны методы получения стабильной суспензии детонационных наноалмазов (ДНА), порошков и суспензии ДНА интеркалированных металлами.
 Разработан метод приготовления композитных графитовых электродов с использованием вместо металлов их гидридов для получения эндометаллофуллеренов.
 Изготовлены опытные образцы многофункциональных материалов на основе наноуглерода фуллереноподобных модификаций.
 Разработана программа-методика предварительных испытаний.
 Проведены предварительных испытания опытных образцов многофункциональных материалов на основе наноуглерода фуллереноподобных модификаций.
 Утвержден комплект технологической документации на метод получения стабильной суспензии детонационных наноалмазов (ДНА), порошков и суспензии ДНА интеркалированных металлами.
 Разработана программа-методика приемочных испытаний.
 Проведены приемочные испытания опытных образцов.
 Технологической документации метода получения стабильной суспензии детонационных наноалмазов (ДНА), порошков и суспензии ДНА интеркалированных металлами присвоена литера «О».
 Разработаны проекты ТЗ на ОКР.
Развернуть

Программа

Программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники" на 2002-2006 годы

Программное мероприятие

1.3 Прикладные разработки в рамках системы приоритетных направлений
Продолжительность работ
2009 - 2011, 25 мес.
Бюджетные средства
11 млн
Организация
ФТИ им. А.Ф.Иоффе
профинансировано
Тема
Разработка технологии получения многофункциональных материалов на основе наноуглерода.
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
10 млн
Количество заявок
2
Тема
Разработка научных основ создания полимеров и наноразмерных полимерных структур для эффективной модификации комплекса свойств промышленных пластиков и эластомеров
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
6 млн
Количество заявок
16
Тема
Разработка методов создания гибридных структур на основе наноуглерода.
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
6 млн
Количество заявок
3
Тема
Исследования и разработки процесса получения и использования многофункциональных пленочных материалов, проявляющих адгезионные свойства без температурной и химической активации, для производства швейных изделий
Продолжительность работ
2013, 8 мес.
Бюджетные средства
30 млн
Количество заявок
13
Тема
Разработка и создание нового класса армированных конструкционных материалов на основе крупнотоннажных термопластов и реактопластов с улучшенными механическими, теплофизическими, барьерными свойствами и повышенной огнестойкостью.
Продолжительность работ
2017 - 2018, 14 мес.
Бюджетные средства
27 млн
Количество заявок
0