Мы используем cookie файлы.
Пользуясь сайтом, вы соглашаетесь с нашей Политикой конфиденциальности.

Приглашенный ученый Гольберг Дмитрий Викторович Россия
Номер договора
11.G34.31.0061
Период реализации проекта
2011-2015
Заведующий лабораторией

По данным на 30.01.2020

23
Количество специалистов
80
научных публикаций
10
Объектов интеллектуальной собственности
Общая информация

Ученые лаборатории работают над созданием новых материалов с уникальным сочетанием различных свойств и функциональных характеристик — механических, тепловых, электронных. Основными объектами исследований стали нанотрубки и графены нитрида бора, а также композиционные материалы на их основе. Ожидается, что нанотрубка, представляющая собой наноразмерный цилиндр, образованный графитоподобным слоем гексагонально упакованных атомов углерода, и ее двумерный аналог графен станут революционными материалами XXI века, способными осуществить прорыв в науке о материалах.


Название проекта: Неорганические нанотрубки и графены 

Приоритет СНТР: а, в

Цели и задачи

Направления исследований:

  • Синтез наноструктур BN и покрытий с использованием методов высокотемпературного химического осаждения из газовой фазы
  • Функционализация поверхности наноструктур BN методами химической и плазмохимической обработки
  • Синтез гибридных наночастиц BN/(Ag, Au, Al)
  • Разработка, получение и оптимизация структуры сверхпрочных композиционных материалов на основе легких металлических матриц и наноструктур нитрида бора
  • Морфологический и структурный анализ нано-, композиционных и гибридных материалов с помощью современных аналитических методов: сканирующая и просвечивающая электронная микроскопия, атомно-силовая микроскопия, ИК-спектроскопия, спектроскопия комбинационного рассеяния света
  • Изучение механических свойств наноматериалов и композиционных материалов на их основе при воздействии деформации и температуры
  • Разработка новых наносистем на основе наноструктур нитрида бора для доставки противоопухолевых препаратов
  • Теоретическое моделирование наноструктур, в том числе расширение научных знаний о неуглеродных наноматериалах, преимущественно двумерных, поиск новых устойчивых наноструктур, исследование условий их стабильности, электронных и магнитных свойств, а также изучение гетероструктур на их основе

Цель проекта: Производство нанотрубок и нанопластин BN и их применение для армирования различных металлических и керамических композиционных материалов и покрытий для структурных и медицинских приложений

Практическое значение исследования
  • Разработаны новые виды легких и прочных композиционных материалов.
  • Разработаны наносистемы на основе частиц нитрида бора для доставки лекарственного препарата в опухолевые клетки. Показана эффективность наноносителей по отношению к опухолевым клеткам, обладающим множественной лекарственной устойчивостью.
  • Разработаны новые виды катализаторов на основе BN/Ag, предназначенные для реформинга метанола.
  • Показана перспективность плазменной полимеризации нановолокон поликапролактона из смеси аргона, углекислого газа и этилена Ar/CO2/C2H4 с целью создания полимерной пленки, содержащей карбоксильные группы, обеспечивающей повышение их биоактивности.
  • Получены гибридные материалы на основе биоразлагаемых нановолокон поликапролактона с биоактивной и бактерицидной поверхностью.
  • Впервые проведено измерение и сделано теоретическое описание эффекта возникновения спиновой поляризации в графене, находящемся на подложке железо-иттриевого граната.
  • Предсказано и экспериментально подтверждено, что электронные свойства моноатомных пленок h-BN могут варьироваться в широких пределах путем легирования кислородом и/или функционализации. Впервые была продемонстрирована возможность изменения магнитных свойств слоев h BN посредством функционализации кислородом.
  • Изучены механизмы роста наноструктур нитрида бора в процессе их получения методом химического осаждения из газовой фазы.
  • Выполнено теоретическое моделирование прочности границ раздела в композиционных материалах BN/Al, BN/Mg.

Внедрение результатов исследования:

  1. Изобретен способ получения гетерогенных наночастиц BN/Cu в СВЧ-плазменной установке и устройство для его реализации.
  2. Изобретен способ получения наногибридных катализаторов BN/Ag.
  3. Изобретен способ получения композиционного материала на основе Al, упрочненного частицами BN.
  4. Изобретен способ получения пористого материала на основе Mg методом инфильтрации.
  5. Изобретен способ получения сферических наночастиц нитрида бора методом химического осаждения из газовой фазы.

Образование и переподготовка кадров:

Защиты: 1 докторская и 4 кандидатские диссертации.

Другие результаты:

 Инновационная разработка «Способ получения наночастиц нитрида бора для доставки противоопухолевых препаратов» награждена золотой медалью на Международном салоне «Идеи-изобретения-новые продукты» (Германия) и Международном салоне изобретений в Гонконге (Китай).

Сотрудничество:

  • Национальный институт материаловедения (Япония), Технологический университет Квинсленда (Австралия), Университет Каен (Франция), Университет Аальто (Финляндия), Университет Фудан (Китай), Индийский институт научного образования и исследований Мохали Пунжаб (Индия), Central European Institute of Technology (Чехия), Masaryk University (Чехия), Российский онкологический научный центр имени Н. Н. Блохина (Россия), Государственный научный центр прикладной микробиологии и биотехнологии (Россия), Центральный научно-исследовательский институт машиностроения (Россия), ИТМО НАН (Беларусь), Институт ядерной физики имени Г. И. Будкера СО РАН (Россия), Институт нефтехимического синтеза имени А. В. Топчиева РАН (Россия), Научно-исследовательский институт клинической и экспериментальной лимфологии СО РАН (Россия): совместные исследования
  • Национальный институт материаловедения (Япония), Университет Каен (Франция): студенческие обмены

Скрыть Показать полностью
Zhitnyak I.Y., Bychkov I.N., Sukhorukova I.V., Kovalskii A.M., Firestein K.L., Golberg D., Gloushankova N.A., Shtansky D.V
Effect of BN nanoparticles loaded with doxorubicin on tumor cells with multiple drug resistance. ACS Applied Materials & Interfaces 9: 32498–32508 (2017).
Firestein K.L., Kvashnin D.G., Kovalskii A.M., Popov Z.I., Sorokin P.B., Golberg D., Shtansky D.V.
Compressive properties of hollow BN nanoparticles: Theoretical modeling and testing in a high-resolution transmission electron microscope. Nanoscale 10: 8099–8105 (2018).
Konopatsky A.S., Firestein K.L., Leybo D.V., Popov Z.I., Larionov K.V., Steinman A.E., Kovalskii A.M., Matveev A.T., Manakhov A., Sorokin P.B., Golberg D., Shtansky D.V.
BN nanoparticle/Ag hybrids with enhanced catalytic activity: theory and experiments. Catalysis Science and Technology 8: 1652–1662 (2018).
Steinman A.E., Shakti C., Firestein K.L., Kvashnin D.G., Kovalskii A.M., Matveev A.T., Sorokin P.B., Golberg D., Shtansky D.V.
Al-based composites reinforced with AlB2, AlN and BN phases: experimental and theoretical studies. Materials & Design 141: 88–98 (2018).
Matveev A.T., Firestein K.L., Steinman A.E., Kovalskii A.M., Sukhorukova I.V., Lebedev O.I., Shtansky D.V., Golberg D.
Synthesis of BN-nanostructures from borates of alkali and alkaline earth metals. Journal of Materials Chemistry 3(41): 20749–20757 (2015).
Фотоальбомы
Вторник , 03.12.2019
Другие лаборатории и ученые
Лаборатория, принимающая организация
Область наук
Город
Приглашенный ученый
Период реализации проекта
Квантовая оптика в алмазах

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Федеральный исследовательский центр Казанский научный центр Российской академии наук»

Технологии материалов

Казань

Хеммер Филип Роберт

США

2018-2020

Лаборатория биомиметических полимерных материалов

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Институт высокомолекулярных соединений Российской академии наук»

Технологии материалов

Санкт-Петербург

Шейко Сергей Станиславович

США, Россия

2018-2020

Лаборатория гибридной нанофотоники и оптоэлектроники

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики»

Технологии материалов

Санкт-Петербург

Захидов Анвар Абдулахадович

США, Россия

2017-2021