Разработка методов теоретических нанометрических исследований физико-механических свойств композитных материалов и многослойных покрытий

1. Проведен анализ научно-технической литературы и теоретических исследований.
2. Выполнен анализ патентоспособности и выбор способа правовой охраны результатов научных исследований и разработок.
3. Разработан проект методики тестирования математических моделей.
4. Разработана математическая модель нанометрических взаимодействий напыляемых частиц между собой и с материалом защищаемой поверхности
5. Разработано соглашение с малой инновационной компанией ЗАО "Техносистема Н" по освоению разработанной научно-технической продукции, урегулированию прав на результаты интеллектуальной деятельности и подготовке специалистов для работы в малой инновационной компании ЗАО "Техносистема Н".
6. Составлен и оформлен промежуточный отчет за 1 этап.

- Разработан алгоритм квантового расчета миграции и локализации энергии в нанообъктах;
- Разработан алгоритм расчета свойств напыляемой поверхности с помощью методов квантовой молекулярной динамики;
- Разработан алгоритмы расчета энергии и длительности импульсов инжекции;
- разработано технико-экономического обоснования коммерциализации разрабатываемой технологии;
- приведены результаты патентных исследований по ГОСТ Р 15.011-96;
3. Результаты
- Авторами отчета разработаны не имеющие аналогов алгоритмы расчета прочности нанопокрытий на защищаемом металле. Первый из этих алгоритмов предусматривает квантовый расчет волновой миграции энергии в системе и локализации этой энергии в дислокациях и микротрещинах. Метод основан на том, что в кристаллических и нанокристаллических структурах, а также в очень крупных молекулярных объектах (наноструктурах) - дендромеры, супрамолекулы, полимеры, нанотрубки и др. - внешние возмущения могут носить локальный характер. После прекращения действия такого возмущения в структуре нанообъекта могут возникнуть волновые движения атомов очень сложного вида. Это, в свою очередь, может приводить не только к передаче сигнала внутри объекта, но и к появлению стоячих волн и образованию пучностей и накоплению энергии в других участках системы, т.е. возникновению энергетических ловушек. Ранее в литературе подобные вопросы не исследовались.
- Во втором алгоритме производится квантовое вычисление вероятностей перехода атомов из одного локального минимума энергии в другой. Это позволяет рассчитывать процесс перехода системы к равновесию при растяжении или сжатии металла, пластической деформации и разрушения металла произвольного, в том числе нанокристаллического, строения. Предложены методы квантового расчета вероятности перехода атома из одного локального минимума энергии в другой и вероятности этого перехода от температуры. Обсуждаются вопросы задания внешних сил, действующих на металл, а также роль начальных условий при решении задачи.
- Разработан алгоритм расчета с помощью методов молекулярной динамики параметров технологического процесса (энергия и длительность инжекции ионной пушки) получения нанопокрытий покрытий на защищаемом металле.
- Составлено технико-экономического обоснования коммерциализации разрабатываемой технологии.
- Приведены результаты патентных исследований по ГОСТ Р 15.011-96

Разработана численная модель структуры напыляемой поверхности;
- Разработана численная модель модификации структуры защищаемой поверхности (залечивание вакансий и микротрещин);
- Разработана численная модель для выбора инжектируемых частиц различной природы и размеров;
- Разработана численная модель вариации энергии и длительности импульсов инжекции;
- Разработана численная модель для оптимизации параметров технологического процесса;
- Определены направления дальнейших исследований по доработке технологии к условиям ЗАО "Техносистема Н";
- Разработан план организационно-технических и методических мероприятий по адаптации параметров технологии в ЗАО "Техносистема Н";
- Разработаны учебные планы и программы коммерциализации

Результаты исследований и разработок по контракту, состав выполненных работ и содержание отчетной документации соответствует требованиям технического задания, календарного плана и нормативной документации.
Выполненные работы удовлетворяют условиям государственного контракта, технического задания, календарного плана.
Учитывая, что основные результаты работ являются объектами интеллектуальной собственности типа «ноу-хау» и «инжиниринг» можно утверждать, что достигнутые программные индикаторы соответствуют требованиям технического задания.
Новизна полученных научных и технологических решений в сравнении с другими работами, родственными по тематике и целевому назначению, превышает достигнутый мировой уровень.
Практическая значимость полученных результатов позволяет утверждать, что они соответствуют социально-экономическим и научно-техническим целям и задачам Федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2012 годы».
Дальнейшие перспективы и объемы внедрения разработанных технологий в народное хозяйство России, а также экспорта инженерно-технологических услуг находятся в прямой зависимости от объема государственных и частных инвестиций в ОКР и ОТР в 2009-2011 годах, а также в освоение крупносерийного производства инжекторного оборудования и материалов, создания необходимой материально-технической базы для оказания инженерно-технологических услуг на внутреннем и внешнем рынках.