Наука/2017

Основные результаты научной деятельности за 2017 г. по КИИСиФЭ

1. В рамках научного направления «Исследование структурной иерархии нанопористых и нанотрубчатых оксидных пленок, формируемых при электрохимическом оксидировании (анодировании) металлов и сплавов (Al, Ti, Ta, Nb, Zr, Ti-Al, Ti-Al-Nb)» (руководитель направления: д.ф.-м.н. Н. М. Яковлева) проводились исследования:

   • Изучение принципов структурообразования самоорганизованных нанотрубчатых и нанопористых оксидных пленок, сформированных анодированием металлов и сплавов.
   • Разработка технологий получения наноструктурированных оксидных пленок различной функциональности путем электрохимического анодирования порошковых металлов и сплавов.
   • Формирование нанокомпозитных покрытий с самоорганизованной анодно-оксидной матрицей.
   • Изучение закономерностей структурообразования гетерогенных оксидных пленок в процессе анодирования алюминида титана.

   Результаты исследований:

   • Обобщение результатов исследования закономерностей формирования самоорганизованных оксидных пленок при анодировании спеченных порошков губчатого титана: выявлена корреляции условий процесса и структуры образующейся пленки, предложена модель, объясняющая причины получения локально-неоднородной морфологии пленки, сочетающей области с нанотрубчатым и нанопористым строением.
   • Путем анализа результатов исследования наноструктурированных оксидных пленок, сформированных анодированием алюминия, ниобия и титана, показана применимость метода электрохимической импедансной спектроскопии для характеристики строения пленок.
   • Показано, что использование методики комбинированного анодирования позволяет создать на поверхности алюминиевых сплавов композитные оксидные структуры, представленные совокупностью квазибарьерного слоя и пористой надстройки. Установлена последовательность структурных превращений пористого оксида по мере роста напряжения реанодирования. Доказано, что на основе композитных оксидных слоев такого типа на поверхности алюминиевых сплавов могут быть получены коррозионно-стойкие гидрофобные покрытия с антиобледенительными свойствами.
   • Продолжено (в сотрудничестве с ИХ ДВО РАН, г. Владивосток) исследование каталитически активных материалов с самоорганизованной оксидной матрицей, полученной анодированием алюминия и титана, дополнительно модифицированной наночастицами γ-MnO₂. Было изучено влияние строения алюмооксидной матрицы на процесс формирования на ее поверхности и в порах ультрадисперсного γ-MnO₂, получены нанокомпозитные пленки на основе самоорганизованной титаноксидной матрицы.
   • На основе результатов комплексных исследований нанопористых анодно-оксидных пленок на спеченных порошках TiAl развиты представления о строении гетерогенного оксида, представленного совокупностью Al₂O₃ и TiO₂.

2. В рамках научного направления «Компоненты для 3D компьютерной памяти, гибкой и прозрачной электроники на основе оксидных материалов, получаемых низкотемпературными методами» (руководитель направления: д.ф.-м.н. Г. Б. Стефанович) проводились исследования:

   • Продолжение работы по разработке новых компонентов электронной оксидной электроники.
   • Создание твердотельных систем хранения данных с использованием интегральных микросхем высокой степени интеграции, произведенных по технологиям трехмерного многокристального корпусирования.

3. В рамках научного направления «Использование систем виртуальной реальности в образовании» (руководитель направления: к.ф.-м.н. К. А. Екимов) выполнялись работы:

   • Создание демонстрационной версии контента виртуальной реальности (с использованием технологии WebVR) в виде виртуальной лаборатории: http://lab127.karelia.ru/~ekostq/VR/VR_Lab/vrlabdemo.html (временная ссылка).
   • Апробация результата на шлеме виртуальной реальности HTC Vive и очках типа Google Cardboard.
   • Создание демо-ролика с представлением Физико-технического института. Создание представления Физико-технического института в виде виртуальной реальности. http://lab127.karelia.ru/~ekostq/VR/VR_Lab/vrftidemo.html (временная ссылка).

4. Начата разработка мультисенсорного автономного инерциального модуля со встроенными алгоритмами автокалибровки (руководитель направления: к.ф.-м.н. А. П. Мощевикин).
5. Проведена видеосъемка струй в различных условиях на испытательном полигоне Инженерного центра пожарной робототехники ЭФЭР. Разработаны алгоритм и программа для обработки видеофайлов и распознавания траектории струй. Тестирование разработанной программы на видео, полученных в ходе экспериментов выполненных на предыдущих этапах, показало высокую достоверность получаемых оценок: программа способна не только сообщить о том, что очаг загорания находится в области покрытия струи, но отклонение его от области наиболее эффективного тушения (руководитель направления: к.т. н. Д. А. Екимов).
6. Выполнение исследований по проекту «Физики-Биологи» экстракции редкоземельных металлов из отходов обогащения горнодобывающих предприятий, а также руд перспективных месторождений с помощью эффективных групп микроорганизмов (ответственные исполнители: к.б.н. Н. А. Сидорова, к.ф.-м.н А. В. Семенов).
7. Выполнение научно-исследовательских работ по теме «Формирование плазменно-пылевых структур в тлеющем разряде» (руководитель проекта: А. А. Пикалев, исполнитель: к.ф.-м.н. А. В. Семенов).
8. Образовательные проекты (руководитель: к.ф.-м.н. Н. Ю. Ершова):

   • Пилотная реализация образовательной программы повышения квалификации и учебно-методического комплекса (УМК) в области разработки и производства низкопотребляющих высокоскоростных программируемых логических интегральных схем с оригинальной архитектурой и оптимальными характеристиками в КМ-211 (г. Зеленоград).
   • Разработка образовательной программы повышения квалификации и учебно-методического комплекса (УМК) в области технологий нанесения, сопряжения и упрочнения износостойких, коррозионностойких, наноструктурированных покрытий, используемых в сфере атомного энергопромышленного комплекса.
   • В рамках реализации программы стратегического развития выполнение подпроекта «Моделирование практикоориентированной образовательной программы бакалавриата по направлению „Информатика и вычислительная техника“».
   • Интеграция вычислительного кластера «Лусидор» в учебный процесс, апробация в рамках лабораторных работ по курсу «Компьютерные технологии в науке и образовании» (исполнитель: к.ф.-м.н. А. В. Соловьев).