Отче т о деятельности российской академии наук в 2003 году

Вид материала

Реферат

Содержание Yersinia pestis. Аналитическая химия Неорганическая химия Химическая термодинамика и термохимия Конструкционные материалы для термоядерных реакторов Новые конструкционные материалы Керамические и другие неметаллические материалы Химия высокочистых веществ Физико-химические основы полупроводникового материаловедения Теоретические основы химической технологии Химические технологии природных и сточных вод Биологические науки

Подобный материал:

• Отче т о деятельности российской академии наук в 2002 году, 3624.75kb.
• В. А. Ацюковский вековой блеф, 590.48kb.
• Т. В. Дергилева формирование и развитие информационно-библиотечной системы российской, 1981.98kb.
• «утверждаю» в соответствии с постановлением Президиума Российской академии наук, 600.95kb.
• Организационная социальная психология, 4868.96kb.
• Создатель и первый президент Российской академии наук, 282.22kb.
• Оссийской академии наук в 2002 году помещен перечень основных законченных в отчетном, 2562.12kb.
• Отче т главы Администрации муниципального района Чишминский район, 246.96kb.
• Общего собрания российской академии наук, 965.9kb.
• Е т о деятельности российской академии наук в 2001 году Основные результаты в области, 4040.16kb.

Радиохимия

Показано, что трибутилфосфат (ТБФ), насыщенный HNO₃, растворяет твёрдый диоксид урана - основу облучённого ядерного топлива (ОЯТ). Это позволяет заменить стадии растворения ОЯТ в азотной кислоте и последующей экстракции U и Pu, на одну операцию - растворение ОЯТ в TБФ-HNO₃, что уменьшит количество водных и органических токсичных высокорадиоактивных отходов. (ГЕОХИ РАН)

Разработаны методы синтеза неизвестных ранее кристаллических соединений актинидов с различными лигандами. Выделено более 40 соединений нептуния, плутония, америция, изучены их структура и спектроскопические характеристики. Полученные данные существенно расширяют научные представления о свойствах радиоактивных элементов конца Периодической системы Д.И.Менделеева. (ИФХ РАН)

Разработан новый эффективный способ разделения америция и кюрия с использованием центробежной хроматографии. Изучено влияние гидродинамических и конструктивных параметров планетарной центрифуги на эффективность разделения Am(III) и Cm(III) и показано, что увеличение длины колонки и уменьшение скорости прокачивания подвижной фазы приводит к повышению фактора удерживания неподвижной фазы в колонке и улучшает разрешение кривых элюирования Am(III) и Cm(III). Выбраны оптимальные условия разделения Am(III) и Cm(III) методом жидкостной хроматографии со свободной неподвижной фазой в системе раствор диамида в тетрапропане – HNO₃ .

Для отверждения высокосолевых радиоактивных жидких отходов, накопленных на радиохимических предприятиях, перерабатывающих облученное ядерное топливо, предложена связанная магнийфосфатная керамика MgKPO₄ · 6H₂O. Определены оптимальные параметры формирования керамики в зависимости от качества и соотношения реагентов, составляющих ее основу, и дополнительных компонентов, повышающих качество образующейся керамики. (ГЕОХИ РАН)

Биохимическая физика. Медицинская химия

Создана установка, в которой используются принципы ближнепольной оптической микроскопии и фемтосекундные лазерные импульсы света, что позволяет получать оптические изображения с пространственным разрешением 50 нм. С помощью этой установки получены первые изображения липофусциновой гранулы из пигментного эпителия глаза человека. Исследования показали, что сама гранула является неоднородной с точки зрения материала, рельефа поверхности и флуоресцирующих и поглощающих центров. Полученные данные открывают путь к пониманию механизмов фотоповреждения зрительных клеток сетчатки. В перспективе возможно будет проводить идентифицикацию различных флуорофоров в грануле и разрушать токсичные флуорофоры с нанометровым пространственным разрешением фемтосекундными импульсами. (ИХФ РАН, ИБХФ РАН)

Синтезированы и исследованы новые перспективные противоопухолевые агенты – доноры монооксида азота. Выявлена их способность замедлять развитие лекарственной резистентности опухолей и повышать чувствительность злокачественных опухолей к традиционным противоопухолевым препаратам, что позволяет уменьшать концентрации последних и снижать вероятность побочных эффектов. Установлена значительная антиметастатическая активность новых доноров монооксида азота. Показана зависимость этого эффекта от изменений активного транспорта ионов Ca²⁺ в клетках, что может рассматриваться как один из механизмов антиметастатической активности NO-доноров. (ИПХФ РАН)

Синтезированы полиядерные нитроксильные радикалы, имеющие планарное строение и положительный заряд в алифатической цепи. Экспериментально доказано, что новые полиядерные нитроксилы (производные бензоиндолпирролина) являются интеркаляторами ДНК. Методом ЭПР определены константы связывания с ДНК новых противоопухолевых препаратов. В лабораторных условиях наработаны партии стабильных нитроксильных радикалов, которые с успехом применяются в производстве магнитометров с динамической поляризацией ядер, широко используемых в геологоразведке. (ИБХФ РАН)

С целью поиска новых противовирусных веществ и средств диагностики вирусных инфекций осуществлен синтез водорастворимых функциональных полимеров различного химического строения, а также их комплексов с поверхностно-активными веществами (ПАВ) и исследовано взаимодействие с различными вирусами. Электронномикроскопическое исследование позволило выявить сильное вирулицидное действие полимерных комплексов катионных ПАВ, обусловленное разрушением наружной оболочки вирусов. Обнаружено повышенное сродство вирусных частиц к положительно заряженным полимерам, что позволило усовершенствовать электронномикроскопическую диагностику вирусных гастроэнтеритов и повысить ее эффективность в 3 раза. (ИВС РАН, НИИ гриппа РАМН)

Cинтезированы новые производные бетулоновой кислоты, содержащие у атома С-28 фрагменты аминокислот или их метиловых эфиров, а также C-30-аминопроизводные. Установлено, что пептиды бетулоновой кислоты являются активными ингибиторами ВИЧ-инфекции, обеспечивающими 90-процентное ингибирование вируса в наномолярных концентрациях, что на порядок ниже, чем азидотимидином. Синтезированные соединения эффективно защищают клетки от вирус-индуцированного цитопатического действия. Ряд амидов и пептидов бетулоновой кислоты обладают также антигерпетической (на уровне ацикловира) и иммуностимулирующей активностью. Новые амиды бетулоновой кислоты перспективны для использования в полихимиотерапии онкологических заболеваний (НИОХ СО РАН, ГНЦ ВБ «Вектор»)

Установлена полная структура липополисахарида возбудителя бубонной чумы – бактерии Yersinia pestis. Выявлены особенности строения олигосахарида кора и липидного компонента – липида А, связанные с биологическими свойствами липополисахарида, позволяющими микроорганизму преодолевать защитные механизмы как холоднокровных животных (насекомых – переносчиков инфекции), так и теплокровных млекопитающих (грызунов и человека). (ИОХ РАН совместно с ГНЦ прикладной микробиологии, Исследовательским центром Борстеля, Германия, Гарвардской медицинской школой, США)

С целью выяснения механизма действия препарата Димебон (для лечения болезни Альцгеймера) проведено детальное исследование его влияния на ряд ключевых мишеней в центральной нервной системе и проницаемость особых митохондриальных пор. Установлено, что механизм действия нового нейропротекторного препарата Димебон заключается в ингибировании: Са²⁺-каналов, токсического действия -амилоидного пептида, ацетилхолин- и бутирилхолинэстераз, особых митохондриальных пор, а также в блокировании АМРА-рецептора и полиаминного сайта NMDA-рецептора. (ИФАВ РАН)

Закончен важный этап в изучении механизмов, лежащих в основе развития болезни Альцгеймера. Выявлены нарушения в регуляторных клеточных системах, которые могут быть ответственны за гибель нейронов, дефицит холинергической системы и накопление -амилоида. Показано, что гибридные молекулы антиоксидантов, содержащие фрагменты, ответственные как за антиоксидантные свойства, так и за антихолинэстеразное действие и структурные изменения в мембранах, являются перспективными биологически активными веществами для лечения болезни Альцгеймера. (ИБХФ РАН)

С помощью световой микроскопии подтверждено, что успешная пересадка кожного лоскута возможна только у мышей с одинаковым метаболическим статусом, оцениваемым по разработанному в Центре универсальному критерию. Установлено, что степень поражения печени и липидного обмена у крыс при химически индуцированном циррозе находится в прямой зависимости от фенотипа NAT2. Животные с фенотипом быстрого NAT2 имеют более глубокие и специфические нарушения биохимических и гистологических показателей крови и печени.Выявлена высокая эффективность производных адамантана при облитерирующем эндартериите и химически индуцированном гепатите. (ЦТПФХФ РАН)


Аналитическая химия

Созданы новые методы определения металлов платиновой группы. Разработаны методики потенциостатического кулонометрического определения иридия и рутения в технологических материалах, включающие синтез электрохимически активной формы под действием микроволнового излучения. Предложен высокопроизводительный метод совместного определения микроколичеств платины и палладия в водных средах, основанный на использовании проточно-инжекционного анализа. Получены тест-средства для экспрессного определения палладия в различных объектах. Разработан сорбционно-рентгено-флуоресцентный метод определения концентраций золота и платины в растворах сложного состава. (ИОНХ РАН, МГУ)

Предложен новый подход к фракционированию различных по подвижности и биологической доступности форм элементов в почвах. Твердый измельченный образец удерживается во вращающейся спиральной колонке под действием центробежных сил при прокачивании через нее водных растворов солей и комплексообразующих реагентов, необходимых для последовательного выщелачивания различных форм элементов. Степень извлечения тяжелых металлов и мышьяка выше, чем в случае обычно применяемого экстрагирования в статическом режиме. (ГЕОХИ РАН)

Получены реагенты и разработаны методики иммунохимического определения пестицидов разных классов в концентрациях до 0,1 нг/мл, что соответствует международным нормам экологического мониторинга. Методы эффективны для контроля загрязнения пестицидами питьевой воды и природных водоемов. (ИНБИ РАН)

Разработана система аналитического обеспечения производства монокристаллов ортогерманата висмута (BGO), обладающих рекордными оптическими и сцинтилляционными характеристиками. Система включает определение до 50 элементов-примесей в диапазоне концентраций 10^-4 – 10^-6 % масс. методами атомно-эмиссионной спектрометрии и лазерной масс-спектрометрии в исходных, промежуточных и конечных продуктах и прецизионное определение германия и висмута в отходах. (ИНХ СО РАН)

Предложена методика определения кислорода и углерода в широком классе твердых высокочистых веществ, в том числе в стеклах систем AsSe, AsS и изотопнообогащенном кремнии на тандемном лазерном масс-рефлектроне. Методика включает предварительную и в ходе анализа очистку поверхности пробы излучением лазера с модулированной добротностью. Предел обнаружения кислорода и углерода составил 7-10^-7% масс., что соответствует лучшим результатам активационных методов анализа. (ИХВВ РАН)

Неорганическая химия

Разработаны методы синтеза борсодержащих биологически-активных соединений на основе замещенных производных клозоборатных анионов и липидоподобных транспортных групп, таких как диалкилглицерины и высшие жирные спирты, для целей нейтроно-захватной терапии. Показано, что нуклеофильное замещение водорода в анионе В₁₀Н₁₀^2- имеет ярко выраженный региоселективный характер, присущий пространственно-ароматическим системам. (ИОНХ РАН)

Изучена структура, термические свойства, тепловое расширение и электрическая проводимость твердых растворов La_1/3Sr_2/3Fe_1-y/3Cr_y/3O_3- (y = 0, 0.3, 0.6, 1.0) при температурах 750-950C в интервале давлений кислорода от 10 ²² до 0.5 атм. Обнаружено наличие инвариантного состава (y=1), сохраняющего орторомбическую Pbnm симметрию элементарной ячейки при изменении содержания кислорода и имеющего повышенную проводимость по ионам кислорода (0.2 S/см при 950C). (ИХТТ УрО РАН)

Установлено существование и определены энтальпии образования в газовой фазе молибдатов и вольфраматов хрома CrXO₄ (X=Mo,W;n=3-5), марганца MnXO₄ (X= Mo,W; n=3,4), ниобатов, фосфатов и титаната марганца MnXO₄ (X= Nb, P;n=2,3), MnTiO₃, ниобата, танталата CrNbO₃, CrTaO₃ и фосфатов хрома (CrPO₄, CrPO₃), хроматов бария (BaCrО₂, BaCrO₃), а также солей железа: молибдата FeMoO₄,вольфрамата FeWO₄ и фосфатов (FePO, FePO₃). (ИХС РАН)

Изучено извлечение радионуклидов и РЗЭ из растворов переработки перовскитового концентрата с использованием трибутилфосфата (ТБФ), октанола и ди-(2-этилгексил) фосфорной кислоты (Д2ЭГФК). Экстракционная очистка от тория протекает удовлетворительно с применением ТБФ, насыщенного HCl, и наиболее полно - с Д2ЭГФК. Для извлечения железа предпочтительно использовать октанол, более устойчивый в кислых средах, чем ТБФ. Достигнуто высокое извлечение Th и РЗЭ в осадки – более 99,4 и 99,9% соответственно. Содержание ThО₂ в фильтрате 1 мг/л, что удовлетворяет требованиям санитарных норм на сброс производственных стоков в канализацию. (ИХТРЭМС КНЦ РАН)

В гидротермальных условиях синтезированы нанотубулярные гидросиликаты изоморфного ряда Mg₂Si₂O₅(OH)₄- NiSi₂O₅(OH)₄ имеющие структуру хризотила. Показано, что даже небольшое количество никеля в структуре нанотрубок существенно меняет их диаметр и длину. (ИХС РАН)


Совместно с Университетом Версаля (Франция) разработана методика направленного синтеза кластерных соединений нанометровых размеров, содержащих десятки атомов металла. Осуществлен синтез поли-оксотиометаллатного комплекса состава [{Mo₃S₄(H₂O)₅}₄(-SiW₁₀O₃₆)₄]^16-. Методами рентгеноструктурного анализа установлено, что анионный кластер в диметиламмонийной соли имеет размеры 3,0 нм и уникальную циклическую порфириноподобную структуру. Синтезированные соединения перспективны для создания селективных нанореакторов. (ИНХ СО РАН)

Изучены внутренние движения, фазовые переходы и ионная проводимость ряда комплексных фторидов циркония, гафния и сурьмы (III) с гомо- и гетероатомными катионами. Показано, что полиморфные превращения в большинстве соединений сопровождаются переходом кристалла в суперионное состояние, а высокая ионная (суперионная) проводимость обусловлена трансляционной диффузией ионов фтора и катионов аммония, таллия и, возможно, щелочных металлов. (ИХ ДВО РАН)


Химическая термодинамика и термохимия


Определена абсолютная энтропия и другие термодинамические характеристики аморфных металлических сплавов, сформулированы новые термодинамические условия перехода жидких сплавов в аморфное состояние. Установлено, что остаточная при 0 К энтропия аморфных сплавов находится в пределах от 0 до 2,7 Дж/моль.К и следовательно по уровню упорядоченности аморфное состояние сопоставимо с кристаллическим и что к нему применимо третье начало термодинамики. Условия, определяющие переход жидких металлических сплавов в аморфное состояние контролируются двумя термодинамическими функциями – конфигурационными энтропией и теплоемкостью расплава, которые в свою очередь зависят от ковалентной составляющей химической связи. (ИОНХ РАН, ИМЕТ РАН, ФГУП ЦНИИЧЕРМЕТ, МГИСиС)

Методами прецизионной адиабатической вакуумной и динамической калориметрии, а также калориметрии сжигания получен комплекс фундаментальных термодинамических характеристик сложных классов органических, металлоорганических и полимерных соединений, фуллеренов и фуллеренсодержащих материалов. Полученные результаты вошли в банки данных по термодинамическим свойствам и термодинамическим параметрам. (ИПФХ РАН, ИНЭОС РАН, ИСПМ РАН, ИМХ РАН, МГУ, РХТУ, ННГУ)

Проведены экспериментальные и теоретические исследования термодинамических свойств, супрамолекулярной структуры и физико-химических свойств растворов, флюидных систем, растворов ПАВ, жидких кристаллов, неоднородных полимерных гелей, магнитных жидкостей; разработан метод построения атомных моделей ионных жидкостей. Развит молекулярно-статистический подход для описания жидких кристаллов. Разработан новый подход к уравнению состояния и сформулирована общая теория уравнения состояния трехмерных и двумерных систем. Предложена схема разложения свободной энергии ассоциации протеинов. (ИХР РАН, СПб. ГУ, МГУ, МГИСиС)

Развиты методы неравновесной термодинамики для описания течения газа в наноразмерных капиллярах, исследованы особенности нестационарного и стационарного массопереноса через первапорационные мембраны, макрокинетики экзо- и эндотермических процессов. В приближении идеальных газов выведены уравнения согласованного изменения температуры и давления в равновесном адиабатическом процессе, в котором обратимая газофазная химическая реакция протекает в сопряжении с механической работой расширения газов. (ИФХ РАН, МИФИ, МГУ)

Проведены масс-спектральные и термохимически исследования термодинамики диссоциации и испарения сложных оксидных и солевых систем, образования природных


минералов: мусковита, поллуцита и брюстерита. Развиты методы построения Р-Т-х диаграмм. (ИОНХ РАН, ГЕОХИ РАН, ИМЕТ РАН, МГУ)

Физико-химические основы металлургических процессов

На основании анализа дифракционных дан­ных и результатов компьютерного моделирования впервые выявлен универ­сальный характер некристаллической симметрии преимущественно пятого по­рядка в металлических расплавах и метастабильных аморфных и наноразмерных фазах, что развивает представления о строении неупорядоченных металли­ческих систем и позволяет управлять структурой новых металлических мате­риалов при их создании. (ИМЕТ УрО РАН).

В рамках модели ассоциированного раствора рассчитаны термодинами­ческие свойства тройных расплавов Fe-Si-Al по данным о граничных бинарных системах. Наблюдающиеся закономерности изменения свойств объяснены конкуренцией атомов кремния и алюминия за атомы железа в процессе образования кластеров Fe_xSi_y и Fe_xAl_y. Показано, что в расплавах Fe-Si-Al всего концентрационного диапазона наблюдаются отрицательные откло­нения от закона Рауля, усиливающиеся при приближении к расплавам гранич­ной системы Fe-Si. (ИМЕТ РАН)

Разработаны новые методики, алгоритмы и компьютерные программы численного термодинамического моделирования процессов охлаждения и кристаллизации сплавов на основе железа. Программы учитывают теплофизические, диффузионные и химические процессы, позволяют рассматривать раз­личные геометрические образы объектов и учитывать разные граничные усло­вия. Моделирование процессов охлаждения и затвердевания проведено для от­ливок, слитков в изложнице, непрерывнолитых плоских заготовок в тонких се­чениях и каплеобразных объектов. (ИМЕТ УрО РАН)

Впервые экспериментально обнаружены структурные переходы в расплавах меди (1170°С) и кобальта (1595°С), сопровождаемые изменением их кристаллизационной способности и аномальным поведением вязкости. По данным спектрально-корреляционного анализа показано, что временная зависи­мость вязкости в области структурных превращений имеет колебательный ха­рактер, обусловленный осциллирующими релаксационными процессами в не­равновесных расплавах и проявлением шумоиндуцированных переходов в метастабильной области вблизи критических температур. (ФТИ УрО РАН)

Выполнены расчеты кинетики рекомбинации атомов кислорода в терми­ческой кислородной плазме и кислородной плазме с примесью атомов водорода при снижении температуры с различной скоростью на основе механизма,

вклю­чающего в себя 45 реакций между компонентами. Определена оптимальная ско­рость охлаждения, позволяющая достигнуть значительных отклонений от рав­новесного содержания атомарного кислорода. Оценены условия образования заметных количеств озона и пероксида. (ИМЕТ РАН)

Конструкционные материалы для термоядерных реакторов

Разработана сталь Cr-W-V базовой композиции бейнитового класса для корпусов энергетических, водяных реакторов, характеризующаяся минимально возможным содержанием высокоактивируемых примесных элементов (Ni, Mo, Nb, Co, Cu ) и вредных примесей ( P, S). Сталь обеспечивает в 100 раз более низкий уровень наведенной активности при 40-летней выдержке после вывода из эксплуатации реактора по сравнению с используемой в настоящее время. (ФГУП ЦНИИ «Прометей»)

Впервые в мировой практике проведена выплавка крупнотоннажного слитка массой 52 т, изготовление обечаек с толщиной стенок 170 и 375 мм, предварительная (противо-флакетная), основная и дополнительная термические обработки малоактивируемой стали 15 Х2В2ФА-А. (ФГУП ЦНИИ «Прометей», ОАО «Ижорские заводы»)

Проведены исследования ферритно-мартенситной хромистой жаропрочной стали с быстрым спадом наведенной активности типа ЭК-181, ЭК-182 для изготовления тест-модуля международного реактора ИТЭР. Сталь ЭК-182 испытана на длительную прочность и ползучесть (до 20000 час) при 650 и 700^оС. Проведены реакторные (в БОР-60) испытания образцов стали ЭК-181 при температуре 320-345^оС и повреждающей дозе 6 - 8,2 сна. Предложен режим термической обработки, который в 1,5 – 2 раза увеличивает сопротивление низкотемпературному радиационному облучению изделий из данной стали. (ФГУП ВНИИНМ)

Новые конструкционные материалы

Проведены исследования по оптимизации химического состава и технологических регламентов производства массовых видов проката из конструкционных низко-легированных сталей. Установлено, что повышенная и высокая прочность (Т = 225-700 МПа) и хладостойкость (до -60°С) и улучшенная свариваемость проката из этих сталей достигается выплавкой с применением ковшевой металлургии в комплексных агрегатах с рафинированием и модифицированием жидкого металла, что обеспечивает высокую чистоту стали по вредным примесям (S, Р и др.). Последующие нормализация, термическое улучшение и термомеханическая обработка по разным режимам, способствуют измельчению зерна. (ИМЕТ РАН, ФГУП ЦНИИ "Прометей", ФГУП "ЦНИИЧЕРМЕТ", ОАО "Уральский институт металлов", ГУП "ЦНИИСК")

С помощью дифференциального баротермического и других методов физико-химического анализа исследовано влияние давления на характеристические температуры и структурные составляющие ряда жаропрочных сплавов. В частности, определены параметры барометрической обработки материала турбинных лопаток, что позволило увеличить срок службы этих изделий более чем в три раза, не менее 12000 часов. ( ИПК РАН)

Путем механической обработки в планетарных мельницах-активаторах получены пересыщенные твердые растворы в несмешиваемых металлических системах. В системе Fe-Bi механохимически созданы структурно новые композиты, представляющие собой нанокристаллиты железа с поверхностной фазой в виде тонкого эпитаксиального слоя легкоплавкого компонента. Разработанные нанокомпозиты перспективны для создания и стабилизации чрезвычайно больших поверхностей у активных металлов и могут использоваться в разработке металлических цементов, скелетных катализаторов, а также в водородной энергетике. (ИХТТМ СО РАН)

Предложена модель атомно-кристаллической структуры бета-тантала, обнаруженной при нанесении покрытий электролитическим осаждением и магнетронным распылением. Установлено, что бета-тантал принадлежит к классу структур Франк-Касперовского типа, но отличается наличием кластеров с более короткими расстояниями между атомами тантала по сравнению с обычными кристаллами. Модель применена при разработке технологии нанесения покрытий нанометровой толщины на подложки из тантала. (ИМЕТ РАН)

Методом силового СВС-компактирования синтезированы однородные и градиентные высокоплотные жаро- и коррозионностойкие композиты нового типа на основе интерметаллида Nb₃Al с металлическими добавками. Метод позволяет получать материалы с заданными электрофизическими свойствами и высокой механической прочностью. ( ИСМАН)

Керамические и другие неметаллические материалы

Исследованы основные закономерности и механизмы формирования пространственных структур керамических материалов. На примере рутила впервые обнаружено и исследовано влияние кривизны поверхности окисляемой преформы и ее массы на скорость и количество образующегося продукта, что открывает возможности управления процессами окислительного конструирования тонкостенной керамики. (ИПК РАН)

Методом пирогидролитического синтеза из растворов нитратов получены наноструктурированные оксидные пленки системы SnO₂-In₂O₃-CdO на керамических подложках из Al₂O₃, ZrO₂, CеO_2.. Показано, что резистивные сенсоры на основе SnO₂ чувствительны к парциальному давлению кислорода и могут использоваться для экологической экспертизы различных производств. Оксидные пленки на основе CdO обладают низким электрическим сопротивлением и могут быть предложены в качестве электродов для твердых электролитов на основе ZrO₂ и HfО₂.(ИХС РАН)

Методом СВС синтезированы термо- и коррозионностойкие керамические материалы на основе системы AlN-TiB₂, электрофизические свойства которых меняются в зависимости от формы частиц TiB₂ и их расположения в матрице AlN от высокоэлектропроводящих до диэлектрических. Теоретическое рассмотрение структуры керамики допускает образование фрактальных структур, в которых даже небольшое количество электропроводящей фазы TiB₂, сформированной в виде игл, обеспечивает высокую электропроводность всего материала. (ИСМПМ РАН)

Золь-гель методом получены наноразмерные смешанные ортофосфаты La_xLu_1-xPO₄. Показано, что изоморфная емкость наноразмерного материала значительно превышает емкость поликристаллических образцов микронного размера.

Методом обратного осаждения при 0^оС получены аморфные твердые растворы состава Zr_0,965Ce_0,035O₂ и Hf_0,90Ce_0,10O₂, в ходе термообработки которых до 1200 ^оС образуются частично стабилизированные нанокристаллические (до 30 нм) порошки. Из нанопорошков твердых растворов Zr_(1-x-y)Hf_xY_yO₂ (0,05x0,15; y=0,08) получены электропроводящие керамические материалы кубической структуры с плотностью близкой к теоретической и размером кристаллов 50-60 нм. (ИХС РАН)

Химия высокочистых веществ

Получены образцы высокочистого поликристаллического кремния-30 с содержанием основного изотопа 99,73%, содержанием газообразующих и электроактивных примесей <10¹⁷ и 8·10¹⁵ см^-3, соответственно. Из полученного поликристаллического кремния впервые выращен бездислокационный монокристалл кремния-30. (ИХВВ РАН, НТЦ «Центробежные технологии» С-Пб., Институт роста кристаллов, Берлин, фирма «Виткон», Йена, Германия)

В интервале 5-300 К измерена теплопроводность высокочистого моноизотопного кремния ²⁸Si (99,98%), которая, в исследованном диапазоне температур, оказалась выше, чем образца природного изотопного состава. При комнатной температуре эффект составляет 10±2%, что согласуется с теоретическими оценками, а в области максимума (26 К) теплопроводность ²⁸Si (99,98%) выше в 7,7 раза теплопроводности природного кремния. (ИХВВ РАН, РНЦ «Курчатовский институт», фирма «Виткон»,, Йена, Германия).

На основе высокочистых редкоземельных металлов синтезированы соединения R₂Fе₁₄B (R=Y, Gd, Lu). Получены гидриды с содержанием водорода до 2,5 атомов на формульную единицу. Изучено влияние гидрирования на магнитные свойства R₂Fе₁₄B. Обнаружено увеличение намагниченности насыщения и магнитного момента при гидрировании. Поле магнитной анизотропии этих соединений при гидрировании уменьшается, а температура Кюри – увеличивается на 30°С. (ИМЕТ РАН)

Разработана технология очистки исходных солей и получения одно- и двухслойных световодов для волоконной техники на основе высокочистых монокристаллов галогенидов серебра с поглощением n^.10^-4 см^-1. Исследования позволили применять при изготовлении двухслойных волокон разные сочетания кристаллов и получать сердцевину и оболочку с заданной разницей показателей преломления. (ГНЦ Гиредмет).

Выращены кристаллы высокочистых хлорида и бромида серебра (материалов для волоконных световодов), легированных ионами иода и тербия (3+). Методом СВЧ- фотопроводимости изучена кинетика фотохимических процессов, приводящих к формированию кластеров серебра. (ИПТМ РАН, ИПХФ РАН)

Физико-химические основы полупроводникового материаловедения

С целью воссоздания крупномасштабного производства кремния в России проведено изучение реальной структуры монокристаллов, выращенных различными способами, для оптимизации процессов получения и усовершенствования технологии. Методами оптической и просвечивающей микроскопии изучены закономерности дефектообразования в бездислокационных пластинах кремния диаметром 150 мм с разным содержанием кислорода в процессах многоступечатых термообработок, в режиме создания внутреннего геттера. Выявлено влияние легирования азотом на особенности дефектообразования, обусловленного распадом пересыщенного твердого раствора кислорода. (ГНЦ Гиредмет)

Исследование монокристаллов кремния диаметром 160 мм, выращенных методом Чохральского с ориентацией (100) показало, что примесные неоднородсти, проявляющиеся в виде фигур травления с геометрией ориентации шайбы (001) являются источником дислокаций. Микронеоднородности представляют собой частицы As₂О₅. После термообработки появлялись дефекты, обусловленные распадом пересыщенного твердого раствора кислорода в кремнии (SiO₂). Ближе к периферии шайб концентрация дефектов существенно уменьшается, что следует учитывать при создании приборных структур. (ФТИ РАН)

Эксперименты по безтигельной зонной плавке монокристалла антимонида индия, легированного теллуром, в условиях полета искусственного спутника земли типа «Фотон» показали, что процессы тепло- и массопереноса в расплавах при выращивании монокристаллов методами направленной кристаллизации и соответственно микро- и макронеоднородности состава чувствительны к воздействию на расплав постоянных и квазипостоянных сил малой величины, гравитационной или инерциальной природы. Результаты дают основание для постановки работ по изучению влияния малых сил указанной природы на процессы выращивания монокристалов в земных условиях. ( ИМЕТ РАН)

Исследована диаграмма квазибинарного разреза ZnTe - CdTe при изменении состава по металлу. Показано, что граница максимальной растворимости металлов с увеличением содержания цинка сдвигается в сторону теллура. Экспериментально построены р-Т;Т-х;р-х проекции солидуса твердого раствора в области температур 1100 - 1350 К для процесса квазикопгруентной сублимации металл : теллур = 1:1; оценен состав пара. Показано, отсутствие азеотропов в данной системе. Полученные данные дают возможность управлять составом монокристаллов данных твердых растворов, представляющих практический интерес для медицинской томографии. (ИОНХ РАН)


Теоретические основы химической технологии


Неравновесная плазма пониженного давления использована для модифицирования поверхности различных полимерных материалов и изделий. Показано, что гетерогенные реакции, обеспечивающие модифицирование, влияют на состав газовой фазы и возникает обратная связь между химическим составом плазмы и ее физическими свойствами. Исследована динамика процессов установления тока разряда и светимости плазмы в процессах десорбции газа с граничной поверхности. Установлено, что динамическое поведение плазменной системы можно описать с использованием зависимости ее параметров от площади обрабатываемого материала. (ИХР РАН)

Выполнен цикл исследований по математическому моделированию и оптимизации процессов газоразделения методом короткоцикловой адсорбции с периодическим изменением давления. Метод имеет значительные перспективы промышленного использования, в частности, для получения чистого кислорода разделением воздуха или чистого водорода из продуктов каталитической конверсии природного газа. (МГУ)

Разработан метод управления кинетическими и макрокинетическими характеристиками процессов газофазного горения, взрыва и детонации, включая их интенсивность и критические условия возбуждения, с помощью высокоэффективных, коррозионно-безопасных и недорогих ингибиторов и промоторов. Их эффективность регулируется подбором соответствующей функциональной группы в молекуле. Метод апробирован во всех режимах горения и взрыва водородо-воздушных смесей, в том числе в условиях кумуляции. (ИСМАН)

Разработаны научные основы новой технологии ванадиевых катализаторов конверсии сернистого газа на основе экспериментальных данных об элементарных актах образования наноформ поливанадатов щелочных металлов. Исследование процессов зарождения, созревания и роста частиц поливанадатов и их топохимических превращений при термообработке позволили выбрать условия получения катализатора с активностью, намного превышающей современные аналоги того же состава. Это обеспечило повышение конверсии сернистого газа до 70 % при 420^оС против 45% у лучших аналогов. (МГУ)

Химические технологии природных и сточных вод


Разработаны новые технологии биологической очистки сточных вод и типы очистных сооружений, способные помимо основных, легкоокисляемых видов загрязнений, эффективно удалять соединения азота и фосфора, нефтепродукты, синтетические ПАВ, хлорорганические, фосфорорганические и другие трудноокисляемые и даже токсичные вещества.

Разработаны методы очистки поверхностного стока, вносящего до 80% в общий баланс загрязнений водоисточников, от органических веществ и соединений азота биосорбцией. Обоснованы приоритетные показатели загрязнений и метод расчета концентраций загрязняющих веществ при определении поверхностного стока на очистку и в водоемы. (ГНЦ РФ НИИ ВОДГЕО)


БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ

Академик-секретарь Отделения академик А.И.Григорьев


ОБЩАЯ БИОЛОГИЯ