|
|
|
кафедры технической физики
|
|
|
В лаборатории №16 ФТИ ТПУ создана ускорительная технологии получения трековых мембран при облучение полимера тяжелыми ионами аргона. (Научный руководитель: Валентина Викторовна Сохорева, старший научный сотрудник ФТИ НИ ТПУ, e-mail: sokhoreva@tpu.ru) Такая технология обеспечивает изотропное угловое распределение пор в полимерной матрице. Диаметр получившихся пор зависит от энергии и типа частицы, материала облучаемой пленки и условий последующей химической обработки облученных образцов. Изменение этих параметров позволяет получать трековые мембраны в диапазоне диаметров пор от 20 нм до нескольких микрон, причем размер пор можно контролировать с высокой точностью. Преимущество ядерной трековой технологии заключается в возможности задания размера пор, конфигурации и количества пор на сантиметр площади. Трековые мембраны из полиэтилентерефталата прошли испытания на прочность, проницаемость, равномерность распределения пор. Работы по исследованию и формированию трековой мембраны отмечены дипломами выставок.
|
|
Основные характеристики трековых мембран: - материал – полиэтилентерефталат (лавсан), поливинилиденфторид
- ширина ленты 320мм, длина – от 1000 до 2000м;
- толщина мембраны от 10мкм до 12мкм;
- пористость (доля отверстий от всей площади мембраны) от 7 до 15%.
- неоднородность распределения плотности пор на поверхности – не более 10%
- диаметр цилиндрических пор от 100нм до 800нм
- дисперсия размеров пор – не более 10%;
- плотность пор от 3∙105 - 2∙109 см-2;
|
|
Мембрана может быть с успехом использована для: - финишной очистки водопроводной воды от органических и неорганических примесей, железа, солей жесткости, вредоносных бактерий;
- очистки воздуха в помещениях с повышенными требованиями к концентрации примесей в воздухе;
- в современных фильтрах для плазмофереза;
- в качестве шаблонов для создания наноструктурированных развитых поверхностей.
|
|
Металлические микро- и наноострийные гетерогенные структуры, созданные на металлической или гибкой металлизированной полимерной основе, могут стать перспективным материалом конструкционного и функционального назначения для ряда приложений. Такие структуры могут быть получены с использованием в качестве шаблона трековых мембран, обладающих однородными цилиндрическими или коническими порами, статистически распределенными в полимерной пленочной трековой основе. В лаборатории проводятся исследования по синтезированию столбчатых нано-структур на поверхности различных металлических материалов. Синтез столбчатых нано-стрктур осуществляется с использованием шаблона из трековой мембраны с пористость 5∙106 – 6,3∙109 пор∙см-2 и диаметром пор 100-200 нм. На микрофотографиях представлены фрагменты подложки со столбчатыми нано- структурами из никеля и фрагменты столбчатой подложки с металлической пленкой осажденной на её поверхность.
|
|
В лаборатории разработан технологический комплекс, предназначенный для регенерации (очистки от карбонат-ионов) отработанного щелочного электролита осуществления и полного цикла его подготовки. Реализуется безреагентная (используются только сам электролит и дистиллированная вода) безотходная технология. Структурно технологическое оборудование комплекса включает в себя установку регенерации щелочного электролита, установку электрохимической дистилляции воды, электродиализный концентратор декарбонизированной щелочи и внешнюю технологическую линию, включающую в себя систему баков специального назначения. Производительность комплекса определяется потребностью конкретного предприятия. Срок окупаемости – не более 1, 5 года при ресурсе работы без капремонта 9 лет. Новизна технологических и технических решений подтверждена четырьмя патентами РФ . За последние годы на предприятия поставлено 8 комплексов.
|
|
2- 12 УЭД предназначена для получения воды высокой степени очистки. Создана и реализована на практике технология глубокой деминирализации воды с применением электродиализных и электроионитных способов. В отличии от традиционных испарительных методов новая разработка характеризуется высокой энергоэффективностью - удельные энергозатраты снижаются в 40-50 раз. Новизна технических решений отмечена тремя патентами РФ. Заказчикам поставлено 15 установок.
|
|
Ионно-пучковые технологии становятся востребованными в настоящее время интенсивного развития нанотехнологий, когда требуется определять элементный состав в многослойных тонкопленочных наноструктурных материалах с разрешением по глубине в несколько нм. Такие исследования возможны с применение методов резерфордовского обратного рассеяния (РОР) и ядер отдачи (ЯО). Получаемые разными методами результаты находятся во взаимном согласии (в пределах погрешности измерений) и дают достаточно полную информацию о составе исследуемых образцов. В таблице представлены аналитические характеристики методов анализа разработанных в лаборатории.
|
|
Метод анализа | Энергия налетающих ионов, МэВ | Анализируемые элементы | Исследуемый слой , мкм | Разрешение по глубине, мкм | Предел обнаружения | Метод резерфордовского обратного рассеяния (РОР) | 0,1-2,5 | Средние и Тяжелые | 0,1-3 | 0,005-0,03 | 1012-1013 | Метод ядер отдачи (ЯО) | 0,4-2,5 | От Н до О | 1-3 | 0,03-0,1 | 1012 - |
|
|
|
|
Микрофотография фрагмента трековой мембраны
|
|
|
|
|
|
|
|
|