Офіційний веб сайт

Дослідження нових макро- та наноструктурованих функціональних матеріалів різної фізико-хімічної природи

м50

Представлено Національним університетом водного господарства та природокористування.

Автор: Мороз М.В., к.ф.-м.н., Гудь В.М., к.ф.-м.н.,  Рудик Б.П.

Метою роботи є розробка  технологічних режимів синтезу нових макро- та наноструктурованих матеріалів шляхом ідентифікації їхніх фазових діаграм стану, термодинамічних, електрофізичних та сорбційних властивостей.

Створено нову технологію керованого синтезу суперіонних сплавів; установку для електролітичного синтезу наночастинок оксидів та сульфідів групи А2В6; нові нанопористі мембрани на основі модифікованих полімерів. Встановлено значення термодинамічних функцій суперіонних сплавів, що відкриває можливості для синтезу нових макро- та наноструктурованих матеріалів з наперед заданими властивостями. Вперше досліджено транспортні властивості гідрофобних модифікованих полімерів методом діелектричної спектроскопії. Запропоновано та апробовано використання в якості іоноселективних мембран електрохімічних комірок ефективних суперіонних стекол Ag2GeS3, Ag3GeS3Br(I), що мають ряд переваг у порівнянні з рідкими електролітами, а також є термодинамічно стійкими фазами при кімнатній температурі.

Практична значимість пов’язана з можливістю створення та експлуатацією нових матеріалів для електроізоляції високовольтних ліній електропередач, що функціонують в умовах підвищеної вологості, активних елементів сенсорів визначення складу речовин, покриття електростатичних сепараторів нового покоління, високоефективних паливних елементів альтернативних джерел живлення.

Кількість публікацій: 93, в т.ч. за тематикою роботи 42 статті (31 – у зарубіжних виданнях), 51 тези доповідей. Загальна кількість посилань на публікації авторів складає 38 (згідно з базою даних SCOPUS), h-індекс = 6. Новизну та конкурентоспроможність технічних рішень захищено 2 патентами України та 2 патентами РФ. Отримано 4 патенти України на корисну модель.

Надіслати коментар

Коментарі

Dr. Fiseha Tesfaye

The overall progress in materials investigation for renewable energy harvesting application is largely associated with the discoveries of new solid state electrolytes with purely ionic and mixed (ionic-electronic) conductivity. Solid electrolytes are essential components of the new type of batteries, fuel cells, supercapacitors, and functional air pollution sensors. Discoveries of new multicomponent functional inorganic materials, in particular, superionic compounds, are impossible without preliminary analysis of the thermodynamic properties of intermediate phases.
In my opinion, from the practical point of view, the most important part of this project is the application of advanced experimental methods to obtain highly accurate and new results. The standard thermodynamic values of Ag3SI, Ag3SBr, and Ag3TeBr compounds were determined for the first time by using the EMF method. Effects of substitution of S with Te and Br with I on the thermodynamic values of the superionic phases were considered for the first time. Thermodynamic stabilities of selected phases in Ag–Pb–Se–Te and Ag–Cd–Sn–Se systems were analyzed in detail. Based on their results, the authors have proposed new macro and nanostructured materials with predetermined properties.
Moreover, existence of a new quaternary superionic compound Ag3Ge2S5Br in the equilibrium phase assemblage Ag2S–GeS2–AgBr has been established for the first time. Ag3Ge2S5Br belongs to the class of defect tetrahedral structures and was also obtained in the glassy state by quenching melts. The electrical conductivity of crystalline and glassy materials was measured by direct current probe method. It has been shown that the synthesized phases are purely ionic conductors and belong to the class of superionic materials.
Most of the articles in this project were published in peer-reviewed scientific journals. Dr. Mykola Moroz is also active in international projects such as “Thermodynamic investigation of complex inorganic material system for improved renewable energy and metals production processes”.
The results obtained in this project “The study of new macro- and nanostructured functional materials of different physical and chemical natures” have been published in high impact factor scientific journals and can find wide applications in the renewable energy technologies.

Fiseha Tesfaye, Doctor of Science (Technology),
Åbo Akademi University,
Piispankatu 8,
Turku, FI-20500 Finland
Email: fiseha.tesfaye@abo.fi

Габрінець Володимир Олексійович, д.т.н., ДНУЗТ

Представлена робота присвячена дослідженню комплексу властивостей нових матеріалів на основі модифікованих напівпровідників та полімерних діелектриків.
У роботі вперше розроблено нову технологію синтезу наночастинок оксиду та сульфіду цинку електролітичним методом, яка дозволяє зменшити вартість отриманого матеріалу у порівнянні з кращими світовими аналогами. Вперше синтезовано нові суперіонні сплави та встановлено значення їхніх термодинамічних функцій, що відкриває можливості до синтезу нових макро- та наноструктурованих матеріалів з наперед заданими властивостями. Встановлено стан вологи, сорбованої полімерами, методом ІЧ –спектроскопії та досліджено вплив сорбованої вологи на електрофізичні властивості модифікованих гідрофобних полімерів (ПС, ПВХ та ПММА). Показано можливість їхнього практичного застосування в якості сенсорів визначення складу речовин з керованими характеристиками.
Тому вважаю, що робота «Дослідження нових макро- та наноструктурованих функціональних матеріалів різної фізико-хімічної природи» виконана Морозом М.В., Гудем В.М. та Рудиком Б.П. заслуговує присудження Премії Президента України для молодих учених.

Клепко Валерій

Функціональні матеріали можуть мати широке практичне застосування у медицині, військовій техніці, відновлюваній енергетиці, при виготовлені високоефективних електронних пристроїв у якості нових твердотільних джерел живлення, активних елементів сенсорів та багатьох інших сферах промисловості. Одним із способів покращення комплексу їхніх властивостей є модифікація наноструктури. У роботі представлено оригінальні технології синтезу нових матеріалів на основі напівпровідників та модифікованих полімерних діелектриків та результати експериментальних досліджень комплексу їхніх властивостей. Авторами вперше запропоновано та апробовано використання в якості іоноселективних мембран електрохімічних комірок ефективних суперіонних стекол Ag2GeS3, Ag3GeS3Br(I), що є термодинамічно стійкими фазами в околі кімнатної температури. Розроблено новий економічно ефективний електролітичний метод синтезу напівпровідникових наночастинок оксиду та сульфіду цинку, що відкриває можливості до здешевлення фотоелектричних перетворювачів енергії. Проведено комплексні дослідження нових модифікованих наноструктурованих полімерів сорбційними методами, встановлено вплив сорбованої вологи, постійного магнітного поля та радіаційного опромінення наструктуру ПС, ПВХ та ПММА-систем і показано, що характер взаємодії молекул води з полімером залежить від вмісту вологи, встановлено стан вологи у досліджуваних системах. При цьому показано, що модифіковані гідрофобні полімерні діелектрики можуть бути використані при створенні кондуктометричних та ємнісних сенсорів з меншим енергоспоживанням у порівнянні з кращими світовими аналогами. Про високий рівень представленої роботи свідчить і індекс цитування наукових публікацій авторів, а також захист авторського права патентами на винахід.
доктор фізико-математичних наук, професор,
завідувач відділу фізики полімерів,
заступник директора з наукової роботи
Інституту хімії високомолекулярних сполук НАН України
Валерій Клепко

Юхимчук Володимир Олександрович, завідувач відділу ІФН НАНУ

Робота М.В. Мороза, В.М. Гудя, Б.П. Рудика «Дослідження нових макро- та наноструктурованих функціональних матеріалів різної фізико-хімічної природи» присвячена розробці та дослідженню властивостей суперіонних, напівпровідникових та полімерних матеріалів.
Авторами вперше встановлено умови синтезу суперіоніка Ag3Ge2S5Br та визначено його кристалічну структуру, визначено термодинамічні функції сплавів перерізу PbSe–PbTe системи Ag–Pb–Se–Te. У роботі запропоновано використання в ролі іоноселективних мембран електрохімічних комірок ефективних суперіонних стекол Ag2GeS3, Ag3GeS3Br(I), що мають ряд переваг у порівнянні з рідкими електролітами.
Авторами було розроблено новий економічно ефективний електролітичний метод синтезу напівпровідникових наночастинок оксиду та сульфіду цинку. Встановлено структуру отриманого матеріалу, досліджено вплив технологічних режимів синтезу на розподіл нанокристалів за розмірами, проведено оптичні дослідження спектрів пропускання та фотолюмінесценції.
Проведено також комплексні дослідження нових нанопористих полімерних мембран сорбційними методами, встановлено вплив сорбованої вологи, постійного магнітного поля та радіаційного опромінення на структуру ПС, ПВХ та ПММА-систем. У роботі доведено, що стан сорбованої полімером вологи залежить від розміру пористої структури полімеру. Отриманий матеріал показав лінійний характер залежності логарифма провідності від активності водяної пари, що створює можливість практичного використання як активні елементи датчиків вологості.
Представлена робота має значну наукову та практичну цінність, а його авторський колектив безумовно заслуговує на присудження премії Президента України для молодих вчених.

Зав. відділу ІФН ім. В.Є. Лашкарьова НАН України,
д.ф.-м.н., проф. В.О. Юхимчук

Олександр Решетняк, ЛНУ ім. Івана Франка

Тематика представленої роботи присвячена актуальним проблемам фізико-хімічного матеріалознавства, а саме синтезу та дослідженню властивостей нових макро- та нанорозмірних функціональних матеріалів різного типу (від іонних провідників до діелектриків) з метою розробки наукових основ технологічних режимів одержання таких матеріалів з наперед заданими фізико-хімічними властивостями.
Особливий інтерес викликають: 1) результати пошуку нових фаз з суперіонними властивостями, як-то нова чотириелементна сполука Ag3Ge2S5Br; 2) показана можливість контрольовано змінювати питому електропровідність суперіонних сплавів шляхом модифікації структури транспортних каналів аніонами галогенів; 3) розроблений простий та дешевий електрохімічний метод синтезу нанорозмірних кристалів цинк оксиду та цинк сульфіду; 4) використання як іоноселективних мембран електрохімічних комірок срібловмісних стекол та двошарових мембран AgI|скло - перспективних конструкційних елементів нових типів хімічних джерел електричної енергії; 5) результати дослідження процесів вологопроникності наноструктурованих полімерних систем на основі деяких наповнених лінійних вінілових полімерів та після дії на них магнітного чи радіаційного поля.
Наукові результати представленої роботи відображено в 42 публікаціях у фахових виданнях (31 стаття проіндексована міжнародною наукометричною базою даних SCOPUS), авторські пріоритети щодо них, а також конкурентоспроможність запропонованих технічних рішень підтверджено 8 патентами, у тому числі 4 патентами на винахід, серед яких 2 – закордонні.
Враховуючи вищезазначене, вважаю, що представлена робота «Дослідження нових макро- та наноструктурованих функціональних матеріалів різної фізико-хімічної природи» має високу наукову, практичну, економічну та соціальну цінність, а її автори Мороз Микола Володимирович, Гудь Володимир Миколайович та Рудик Богдан Петрович заслуговують присудження премії Президента України для молодих вчених у 2017 році.

Завідувач кафедри фізичної та колоїдної хімії Львівського національного університету імені Івана Франка МОН України, доктор хімічних наук, професор О. В. Решетняк

Хіст Вікторія

Представлена робота "Дослідження нових макро- та наноструктурованих функціональних матеріалів різної фізико-хімічної природи" виконана в одному із найбільш швидко зростаючих напрямків фундаментальної науки та технології, пов’язаної з розробкою нових матеріалів на основі наноструктур. Властивості таких структур відрізняються від макроскопічних структурних завдяки внеску поверхні та оточуючого середовища. Для отримання наноматеріалів з властивостями, необхідними для створення приладів новітньої електронної техніки, важливість розробки теоретичних моделей, які враховують внесок поверхонь різних геометричних форм і дозволяють запропонувати оптимальні варіанти для застосування не викликає сумніву. Однак, до теперішнього часу кількість моделей необхідних для розрахунків була недостатньою для опису властивостей, що відсутні у макроскопічних матеріалах, але з’являються тільки у наноструктурах. Отже, в зв’язку із швидко зростаючими попитом сучасних технологій на методи керування фізичним станом матеріалу у мікро та нано-масштабі, робота Мороза М.В., Гудя В.М., Рудика Б.П. є актуальною для сучасної електронної техніки.
Мета роботи визначена як розробка технологічних режимів синтезу нових макро- та наноструктурованих матеріалів шляхом ідентифікації їхніх фазових діаграм стану, термодинамічних, електрофізичних та сорбційних властивостей. Мету роботи без сумніву досягнуто.
В роботе одержано цілий ряд принципово нових та важливих наукових результатів, які мають світовий пріоритет.
Вважаю, що робота Мороза М.В., Гудя В.М., Рудика Б.П. безумовно заслуговує присудження Премії Президента України для молодих вчених.

Науковий співробітник Інституту Магнетизму НАН України та МОН України, канд. ф.-м. наук Хіст В.В.

Сергій Прохоренко. dr.hab.ing, prof.

. Практичне використання кристалічних та склоподібних суперіонних фаз у якості функціональних матеріалів нових типів джерел струму, електрохімічних датчиків та перетворювачів енергії, конденсаторів великої ємності тощо стимулює до пошуку нових макро- та нанорозмірних матеріалів, які б при кімнатній температурі володіли покращеними параметрами електро- та масопереносу. Тому пошукові роботи по синтезу нових суперіонних матеріалів з метою створення на їхній основі нових відновлювальних джерел енергії є безперечно актуальними. На даний час такі пошукові роботи здійснюються в триелементних та більш складних неорганічних системах. У аннотованому рефераті – розписано проваджені вимірювання електропровідності суперіонних сплавів дослідниками на постійному струмі зондовим методом з використанням електрохімічних комірок різних конструкцій. Для отримання надійних результатів параметрів електро- та масопереносу та врахування похибок, пов’язаних з поляризацією електродів, претендентами здійснено попереднє зондове вимірювання розподілу ерс поляризації по довжині взірців досліджуваних сплавів. У якості струмових та зондових контактів використано суміш Ag+Ag3SBr. Встановлено, що такі електроди є оборотними відносно досліджуваних сплавів, а тому їхня поява не супроводжується виникненням поляризаційних процесів, і як наслідок – часових змін у значеннях сили струму. Використання при вимірюваннях електрохімічних комірок різних конструкцій дозволило не лише визначити складові електропровідності матеріалів, але й зробити висновки про перерозподіл внесків рухливості та концентрації носіїв струму в зміну питомої електропровідності сплавів. Уперше встановлено, що аніони галогену в досліджуваних сплавах виявляють властивість рухливої квазірідини. “Формульне” срібло такої властивості не виявляє. Суперіонну електропровідність забезпечують інжектовані в сплави зі струмових електродів катіони срібла та аніони галогену.
. Наукова і практична значимість отриманих результатів підтверджена широким спектром публікацій у реферованих вітчизняних та закордонних журналах (список публікацій, що реферуються міжнародною наукометричною базою даних SCOPUS нараховує 31 позицію), а також патентами на винахід. Результати досліджень доповідались активно на конференціях.
. Загалом - аналіз результатів цього молодіжного наукового творчого дослідження дає підстави сформулювати позитивний висновок, щодо наукової роботи ”Дослідження нових макро- та наноструктурованих функціональних матеріалів різної фізико-хімічної природи” авторського колективу у складі: Мороза М.В., Гудя В.М., Рудика Б.П., та ствердити, що вона цілком заслуговує на здобуття премії Президента України для молодих вчених.

_доктор технічних наук, професор_
_Центр Мікроелектроніки та Нанотехнологій_
_Жешівський Університет, Польша_
... Сергій В. Прохоренко

Федосов Сергій Анатолієвич, доктор фіз.-мат наук, СНУ

Судячи з назви представленної роботи ”Дослідження нових макро- та наноструктурованих функціональних матеріалів різної фізико-хімічної природи” здобувачі премії поставили перед собою надзвичайно складне і амбітне завдання. А саме: встановлення умов, режимів синтезу макро- та наноструктурованих сплавів, комплексному дослідженню їхніх фізико-хімічних властивостей. Отримані результати є надзвичайно цікавими з наукової та практичної точки зору, оскільки дають відповіді на питання поліпшення комплексу властивостей досліджуваних систем шляхом напрямленої модифікації наноструктури, синтезу під контрольованим тиском газової фази ряду нових суперіонних сполук, дослідженню механізму електро- та масоперенесення у таких сплавах тощо. Зокрема, із комплексного аналізу приналежностей сполук конкретним фазовим ділянкам концентраційного простору досліджуваних систем та температурним змінам значень термодинамічних функцій, отримано важливу технологічну інформацію для вибору оптимальних режимів їх синтезу. Здійснено рентгеноструктурні дослідження отриманих зразків та визначено їхню кристалічну структуру, оцінено розміри отриманих наночастинок. На основі отриманих даних досліджено параметри та зміст електро- та масоперенесення в сплавах з чисто іонною та змішанною іоно-електронною провідністю.
Крім того, важливість роботи підтверджується її узгодженням з державними науково-технічними програмами на 2008-2017 рр. Отримані результати опубліковано в широкому спектрі наукових реферованих журналів України, близького та далекого зарубіжжя, а показник індексу їх цитування згідно міжнародної наукометричної бази даних SCOPUS, постійно зростає і станом на березень 2017 р. дорівнює 42. Новизну запропонованих технічних рішень захищено 8 патентами, у т.ч. 2 закордонних патенти на винахід. В представленій роботі детально описано її практичну, економічну ефективність. Показано, що запропоновані сплави та вироби з них або не мають аналогів в світі, або володіють рядом переваг у порівнянні з кращими світовими зразками. Соціальна значимість роботи полягає в тому, що до досліджень активно долучається учнівська та студентська молодь.
Вважаю, що представлена робота ”Дослідження нових макро- та наноструктурованих функціональних матеріалів різної фізико-хімічної природи” має високу наукову і практичну цінність, а її автори Мороз М.В., Гудь В.М., Рудик Б.П. заслуговують на присудження премії Президента України для молодих вчених у 2017 році.

Прус В'ячеслав

Зростаючі вимоги щодо забезпечення певних функціональних властивостей конструктивних матеріалів обумовлюють необхідність розробки їх нових структур. У цьому плані перспективним напрямком досліджень є розробка методів синтезу конструктивних матеріалів на основі ідентифікації їх поточного стану та ряду основних властивостей.
Представлені у рефераті матеріали повною мірою підтверджують значимість отриманих наукових результатів, що уможливлюють синтез нових макро- та наноструктурованих матеріалів із наперед прогнозованими властивостями.
Вважаю, що за науковою новизною, практичним значенням, степенем завершеності та рівнем апробації і висвітлення результатів автори представленої наукової роботи Мороз М.В., Гудь В.М. та Рудик Б.П. заслуговують на присудження Премії Президента України для молодих вчених у 2017 році.

Доцент кафедри електричних машин та апаратів Кременчуцького національного університету імені михайла Остроградського, к.т.н., доц. Прус В.В.

Залишити новий коментар

Вміст цього поля є приватним і не буде доступний широкому загалу.
CAPTCHA
Для запобігання від спаму, щоб залишити коментар введіть будь ласка символи,які зображені нижче. Дякуємо за розуміня.