目标与任务
研究方向: 新材料、生产技术与工艺
项目目标: 开发具有改进性能的新型聚合物复合材料及其制备技术,并利用多尺度计算机模拟和实验方法研究影响其结构、机械、热物理和电学性能的主要因素
研究的实际意义
科学成果
- 实验室利用广泛的实验和理论方法,研究了不同类别超高性能热塑性聚合物(聚醚酰亚胺、聚醚醚酮等)基纳米复合材料的结构与性能之间的关系。合成了新型聚合物。开发了制备填充碳纳米纤维、纳米管、石墨烯、玄武岩纤维等填料的此类热塑性塑料基纳米复合材料的实验方法。实验室的基础研究成果具有重要的应用价值。
- 开展了将沥青质作为廉价天然碳纳米颗粒类似物应用于各种聚合物纳米复合材料的研究,包括热能储存电池的开发。该方向不仅涉及开发有效的节能方法,还涉及对降低石油质量的石油组分进行回收利用,这些组分在某些俄罗斯油种中的含量高达30%。
研究成果的应用
- 实验室研发并获得专利的原创成分纳米复合材料,已应用于根据俄罗斯工业和贸易部国家合同(总资助额9000万卢布)开发的造船用聚合物复合材料(PCM)紧固件制造技术中。
- 在何塞·肯尼教授的倡议下,俄罗斯科学院高分子化合物研究所成立了造船聚合物材料中心。目前,正在开展将高强度聚合物复合材料紧固件引入生产的工作。
组织与基础设施变革在实验室开发耐热热塑性材料基新型复合材料的工作基础上,实验室负责人H.M.肯尼制定了造船材料化学工程中心项目。2019年,依托实验室成立了中心一期,配备了热塑性塑料注塑成型加工工艺设备。该设备是将实验室研发的材料及其制品(特别是复合材料紧固件)推向工业应用的关键。
教育与人才再培训
- 答辩情况:4篇副博士论文,8篇学生毕业设计。
- 实验室工作人员开发了《聚合物纳米复合材料计算机模拟》课程,该课程已纳入圣彼得堡国立大学物理系硕士培养计划。
- 2014年至2019年,实验室举办了热塑性聚合物国际会议,作为扩大实验室团队国际合作、交流经验以及分享实验室研究领域最前沿科学成果的平台。
- 作为实验室工作的一部分,俄罗斯科学院高分子化合物研究所每年举办一次热塑性聚合物国际会议,旨在展示实验室的研究成果,并与受邀从事聚合物复合材料领域的外国科学家交流经验。在2015年和2016年的会议框架内,举行了关于将科研成果转化为工业应用的圆桌会议,来自俄罗斯领先科研机构和工业组织的代表参加了会议。
合作伙伴
- 荷兰埃因霍温理工大学(Technische Universiteit Eindhoven);哥伦比亚教皇玻利瓦尔大学(Universidad Pontificia Bolivariana);阿根廷国家科学技术研究委员会(CONICET)聚合物技术与纳米技术研究所(ITPN);意大利佩鲁贾大学;意大利埃斯特雷马杜拉大学:开展联合研究。
- 实验室的主要俄罗斯合作伙伴包括莫斯科国立罗蒙诺索夫大学、俄罗斯科学院A.V.托普奇耶夫石油化学合成研究所(TIPS RAS);俄罗斯科学院喀山科学中心A.E.阿尔布佐夫有机和物理化学研究所(IOPC RAS):通过与上述机构共同实施重大科学项目,扩大了实验室的科研领域,并建立了持续至今的长期合作伙伴关系。
- 在培养青年专家方面,实验室与圣彼得堡国立大学和圣彼得堡彼得大帝理工大学建立了紧密的合作关系。这些高校的学生在实验室的基础上完成毕业设计,并在毕业后通常继续在实验室从事科研活动。