Направления и перспективы развития

Сфера, в которой проводится научная деятельность кафедры "Техника технологии производства нанаопродуктов", охватывает приоритетные направления развития науки, технологий и техники РФ (утв. Указом Президента РФ 07.07.2011) в области "Индустрия наносистем".

Приоритетные направления развития науки, техники и технологий в которых участвует кафедра "Техника и технологии производства нанопродуктов":

• Индустрия наносистем.
• Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика.

В числе потребителей научной продукции кафедры и основных стратегических партнеров академические институты РАН, РАСХН, вузы Российской Федерации, предприятия и организации высокотехнологичных и базовых отраслей экономики: авиационного и космического приборостроения, оборонно-промышленного комплекса, химического и нефтехимического машиностроения.

Только за последние годы учеными института получены грант Президента и правительства Российской Федерации молодым ученым и гранты РФФИ. Победителями конкурса в рамках федеральных и аналитических ведомственных целевых программ Министерства образования и науки Российской Федерации и Федерального агентства по образованию в 2011 - 2013 гг. стали более 10 проектов кафедры.

В 2016 году коллектив молодых ученых под руководством д.т.н., профессора Ткачева А.Г. стал Лауреатом премии правительства РФ в области науки и техники для молодых ученых.

Научные направления кафедры:

• Экспериментальные и аналитические исследования процессов получения углеродных наноструктур и технологий их применения, разработка наукоемкого оборудования для его производства:
• Разработка методов и средств проведения технологических процессов получения композиционных материалов и функциональных устройств с использованием УНМ "Таунит";
• Разработка методологии и математическое моделирование нестационарных технологических процессов химических технологий;
• Энергоресурсосберегающие технологии и оборудование на основе пульсирующего горения;
• Интенсификация химико-технологических процессов воздействием электромагнитного поля, магнитогидродинамическое активирование сред;
• Аппаратурное оформление процессов переработки сыпучих материалов: дозирование, смешение, измельчение;
• Методология и организация подготовки специалиста к творческой профессиональной деятельности в условиях высшей школы.
• Фундаментальные и прикладные исследования в области технологий создания и обработки функциональных и конструкционных наноматериалов, разработка методологических основ формирования теории протекания процессов синтеза углеродных наноструктур.

Основным направлением научной деятельности является "Технологии и оборудование производства углеродных наноматериалов, полимеров и композитов". В это направление входят:

• технологии углеродных наноматериалов, полимеров и композитов;
• новые химические технологии - твердофазные, электрохимические и мембранные;
• реакторы синтеза углеродных наноматериалов.

Результаты работ по направлению:

• Количество защищенных диссертаций - докторских - 1; кандидатских - 1;
• Количество изданных монографий - 7;
• Количество изданных и принятых к публикации статей в изданиях, рекомендованных ВАК для публикации научных работ - 45;
• Количество результатов интелектуальной деятельности - 4;
• Количество патентов - 14;
• Количество международных и всероссийских научных и научно-практических конференций - 11;
• Объем финансирования научных исследований - 13 500 тыс. руб.

Научная деятельность кафедры включает проведение фундаментальных и прикладных исследований ведущими научными школами по приоритетным направлениям и создание условий (материально-технической базы, возможности международной кооперации, доступности современной научной инфраструктуры, наличия диссертационных советов, системы материального стимулирования) для проведения научных исследований по профилю института на мировом уровне.

Основными задачами кафедры в области научной деятельности являются:

• приоритетное развитие фундаментальных и прикладных научных исследований как основы для создания новых знаний, критических технологий, становления и развития научных школ и ведущих научных коллективов по приоритетным направлениям развития Технологического института и ТГТУ;
• масштабное развитие и оснащение уникальным оборудованием сети профильных интегрированных Научно-образовательных центров, Инновационно-технологических, Научно-технических и Инжиниринговых центров, Центров коллективного пользования, кафедр и научно-исследовательских лабораторий в институте;
• приоритетное развитие научных исследований, направленных на совершенствование системы образования всех его уровней, широкое использование новых образовательных и информационных технологий, совершенствование научно-методического обеспечения учебного процесса, улучшение качества подготовки и повышения квалификации научно-педагогических кадров;
• органическое сочетание фундаментальных, поисковых и прикладных исследований с конкурентоспособными разработками коммерческого характера;
• обеспечение притока молодых инициативных специалистов в сферу исследований и разработок по приоритетным направлениям развития института;
• внедрение механизмов стимулирования высококвалифицированных кадров и творческой молодежи;
• создание условий для защиты интеллектуальной собственности и авторских прав исследователей и разработчиков как основы укрепления и развития вузовской науки;
• расширение международного научно-технического сотрудничества с образовательными учреждениями и фирмами зарубежных стран с целью вхождения в мировую систему науки и образования и совместной разработки научно-технической продукции.

На кафедре разработана программа стратегического развития (далее Программа).

Основными результатами реализации Программы являются:

• общая теория определяющих законов процессов синтеза углеродных наноматериалов,
• технологии модифицирования: неорганических высокотемпературных волокнистых материалов углеродными нанотрубками, позволяющими создавать фильтровальные материалы, обеспечивающие заданную эффективность тонкой очистки газов для определенных условий эксплуатации; полимерных мембран углеродным наноматериалом "Таунит", позволяющими повысить эффективность мембранного разделения более чем в 2 раза за счет направленной организации высокопористой структуры углеродных нанотрубок на активной поверхности мембраны;
• физические и химические закономерности влияющие на детонационную стойкость бензинов компаундированных присадками, содержащими углеродные нанотрубки, разработаны составы смесевых наномодифицированных антидетонационных присадок, позволяющих повысить детонационную стойкость бензинов до 3 единиц октанового числа;
• методы активации углеродных наноматериалов, способы и режимы наполнения ими полимерных матриц конструкционных материалов с заданными физико-химическими свойствами;
• способ получения окисленного многослойного графена виде чешуек толщиной порядка 5 нм и улучшенной совместимостью с полярными средами, например эпоксидной смолой, он выпускается в виде водной пасты или органических растворителях с содержанием сухого вещества 2-10 %.