Лаборатории

Приглашенный ученый Шик Кристоф Эрик Георг Германия

Номер договора

14.Y26.31.0019

Период реализации проекта

2017-2021

Сайт лаборатории

По данным на 18.05.2020

Количество специалистов

научных публикаций

Теплофизические и термохимические свойства материалов имеют огромное значение для их применения, а также для их производства и обработки. В этих процессах материалы могут подвергаться быстрому нагреву или охлаждению, в результате чего их состояние будет значительно отличаться от равновесного, также как и их последующие характеристики. Изучение закономерностей поведения материалов в таких условиях не только обогащает фундаментальное понимание физических и химических свойств веществ, но и дает основу для направленной разработки новых и усовершенствования существующих технологий получения и обработки полимеров, композитов и биоматериалов. Сверхбыстрая калориметрия продемонстрировала исключительные возможности в качестве ключевого метода для исследований, связанных с применением и обработкой материалов (в том числе полимеров), а также для получения новой информации о фундаментальных механизмах фазовых переходов. Ученые лаборатории применяют методы сверхбыстрой калориметрии для исследования различных видов материалов: дисперсий полимеров и лекарственных препаратов, олиго- и полипептидов, белков и др.

Название проекта: Развитие методов сверхбыстрой калориметрии для исследования полимеров, композиционных и биоматериалов

Приоритет СНТР: б

Направления исследований: Сверхбыстрая калориметрия, теплофизические свойства веществ и материалов

Цель проекта: Развитие методов сверхбыстрой калориметрии для исследования теплофизических и термохимических свойств перспективных веществ и материалов с низкой термодинамической и кинетической стабильностью: полимеров и полимерных композитов, олиго- и полипептидов, белков, макроциклических рецепторов, лекарственных субстанций, ионных жидкостей и др.

Научные результаты:

Приготовлены твердые дисперсии гидрофобных лекарственных препаратов с возможностью использования в системах ингаляционной доставки.
Впервые определены температура и энтальпия плавления компонента ДНК и РНК – нуклеинового основания цитозина.
Разработана методика исследования денатурации биомакромолекул в широком диапазоне скоростей нагрева от 0,17 до 16000 К/с.
Разработан метод определения давления пара низколетучих соединений.
Определены кинетические параметры процессов стеклования, нуклеации и кристаллизации промышленно важного полимера – полибутилентерефталата.
Разработаны новые методы определения энтальпии парообразования органических соединений.
Разработана методика изучения реакций циклизации олигопептидов в твердой фазе при скоростях нагрева 54 000 К/мин.
Получены термодинамические данные по испарению холестерина и прогестерона.
Разработан метод определения энтальпии испарения ионных жидкостей при 298.15 К

Образование и переподготовка кадров:

Разработан и внедрен новый образовательный курс «Теория и практика сверхбыстрой калориметрии».

Подготовлены дипломированные специалисты (7 человек).

Защиты: 3 кандидатские диссертации, 2 докторские диссертации

Три члена научного коллектива Лаборатории прошли стажировку в Университете Ростока (Германия).

Другие результаты: Проведены три Международных семинара по современной калориметрии «International Seminar on Advanced Calorimetry (ISAC-2017, ISAC-2018, ISAC-2019)».

Сотрудничество: Университет Ростока (Германия): совместные исследования и публикации.

Скрыть Показать полностью

Schick C., Androsch R., Schmelzer J.W.P.

Homogeneous Crystal Nucleation in Polymers. Journal of Physics Condensed Matter 29(45): 1–35 (2017).

Androsch R., Di Lorenzo M.L., Schick C.

Effect of Molar Mass оn Enthalpy Relaxation and Crystal Nucleation of Poly (l-lactic acid). European Polymer Journal 96: 361–369 (2017).

Abdelaziz A., Zaitsau D.H., Mukhametzyanov T., Solomonov B., Cebe P., Verevkin S.P., Schick C.

Melting Temperature and Heat of Fusion of Cytosine Revealed from Fast Scanning Calorimetry. Thermochimica Acta 657: 47–55 (2017).

Ziganshin M.A., Safiullina A.S., Ziganshina S.A., Gerasimov A.V., Gorbatchuk V.V.

Non-Zeolitic Properties of the Dipeptide L-leucyl-L-leucine as a Result of the Specific Nanostructures Formation. Physical Chemistry Chemical Physics 19(21): 13788–13797 (2017).

Yagofarov M.I., Nagrimanov R.N., Solomonov B.N.

Thermochemistry of Phase Transitions of Aromatic Amines: Estimation of the Sublimation Enthalpy at 298.15 K through the Fusion Enthalpy. The Journal of Chemical Thermodynamics 113: 301–307 (2017).

R. Androsch, E. Zhuravlev, J. W. Schmelzer, C. Schick

Androsch, R. Relaxation and crystal nucleation in polymer glasses // European Polymer Journal. – 2018. – V. 102. – P. 195-208.

T.A. Mukhametzyanov, I.A. Sedov, B.N. Solomonov, C. Schick

Mukhametzyanov, T.A. Fast scanning calorimetry of lysozyme unfolding at scanning rates from 5 K/min to 500,000 K/min // BBA General Subjects. – 2018. – V. 1862. – P. 2024-2030.

M.I. Yagofarov, R.N. Nagrimanov, M.A. Ziganshin, B.N. Solomonov

Yagofarov, M.I. New aspects of relationship between the enthalpies of fusion of aromatic compounds at the melting temperature and the enthalpies of solution in benzene at 298.15 K. Part II // J. Chem. Thermodyn. – 2018. – V. 120. ‒ P. 21-26.

M.I. Yagofarov, R.N. Nagrimanov, M.A. Ziganshin, B.N. Solomonov

Yagofarov, M.I. New aspects of relationship between the enthalpies of fusion of aromatic compounds at the melting temperatures and the enthalpies of solution in benzene at 298.15 K. Part I // J. Chem. Thermodyn. – 2018. – V. 116. ‒ P. 152-158.

M.I. Yagofarov, R.N. Nagrimanov, B.N. Solomonov

Yagofarov, M.I. New aspects in the thermochemistry of solid-liquid phase transitions of organic non-electrolytes // J. Mol. Liq. – 2018. – V. 256. ‒ P. 58-66.

A. Abdelaziz, D.H. Zaitsau, N.V. Kuratieva, S.P. Verevkin, C. Schick

Abdelaziz, A. Melting of nucleobases. Getting the cutting edge of “Walden's Rule” // Phys. Chem. Chem. Phys. – 2019. – V. 21. – P. 12787-12797

K. V. Gataullina, A. V. Buzyurov, M. A. Ziganshin, P. L. Padnya, I. I. Stoikov,C. Schick, V. V. Gorbatchuk

Gataullina, K. V. Using fast scanning calorimetry to detect guest-induced polymorphism by irreversible phase transitions in the nanogram scale// CrystEngComm. – 2019. – V. 21. – P. 1034–1041.

M. I. Yagofarov, S. E. Lapuk, T. A. Mukhametzyanov, M. A. Ziganshin, C. Schick, B. N. Solomonov

Yagofarov, M. I. Thermochemical properties of 1, 2, 3, 4-tetraphenylnaphthalene and 1, 3, 5-triphenylbenzene in crystalline and liquid states studied by solution and fast scanning calorimetry / J. Mol. Liq. ‒ 2019. ‒ T. 278. ‒ C. 394-400.

Y. Gao, B. Zhao, J.J. Vlassak, C. Schick

Gao, Y. Nanocalorimetry: Door opened for in situ material characterization under extreme non-equilibrium conditions // Prog. Mat. Sci. – 2019. – V. 104 – P.53–137.

N.D. Govinna, T. Keller, C. Schick, P. Cebe

Govinna, N.D. Melt-electrospinning of poly(ether ether ketone) fibers to avoid sulfonation// Polymer – 2019. – V. 171 – P.50–57.

T. Magsumov, A. Fatkhutdinova, T. Mukhametzyanov, I. Sedov

Magsumov, T. The effect of dimethyl sulfoxide on the lysozyme unfolding kinetics, thermodynamics, and mechanism // Biomolecules. – 2019. – V. 9. – № 10.

S.E. Lapuk, L.S. Zubaidullina, M.A. Ziganshin, T.A. Mukhametzyanov, C. Schick, A.V. Gerasimov

Lapuk S. E. Kinetic stability of amorphous solid dispersions with high content of the drug: A fast scanning calorimetry investigation // Int. J. Pharm. – 2019. – V.562. – P 113-123.

Понедельник , 18.11.2019

Профессору Университета Ростока Кристофу Шику присвоено звание Почетного доктора Казанского университета

Смотреть все

Вторник , 03.12.2019

5 фото

Смотреть все

Лаборатория, принимающая организация	Область наук	Город	Приглашенный ученый	Период реализации проекта
Лаборатория. Приглашенный ученый Реснати Джузеппе Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет"	Химия	Томск	Реснати Джузеппе Италия	2021-2023
Лаборатория. Приглашенный ученый Салми Тапио Олави Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт органической химии им. Н.Д. Зелинского Российской академии наук	Химия	Москва	Салми Тапио Олави Финляндия	2021-2023
Лаборатория. Приглашенный ученый Боденхаузен Джеффри Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт "Международный томографический центр" Сибирского отделения Российской академии наук	Химия	Новосибирск	Боденхаузен Джеффри Франция	2021-2023

Лаборатория сверхбыстрой калориметрии