Программа конференции: скачать

Труды конференции: скачать

24-28 августа 2019 года в поселке Гремячинск (база отдыха «Байкальская Ривьера», побережье озера Байкал) состоялась очередная V Китайско-Монгольско-Российская конференция по функциональным материалам совместно с VIII Международной конференцией «Наноматериалы и Технологии - 2019» (НИТ 2019). На сайте http://nano.bsu.ru/ представлена информация о конференции: сроках проведения, программе, труды и другое.

Главная страница сайта конференции НИТ 2019

Конференция прошла успешно - очно представили свои доклады более 50 российских ученых, включая членов РАН, 10 китайских, 30 монгольских участников. В рамках НИТ -2019 проходила Молодежная конференция, включающая более 40 участников. Россия была представлена учеными из Москвы, Санкт-Петербурга, Казани, Екатеринбурга, Новосибирска, Владивостока, Томска, Улан-Удэ, Мурманска, организациями: ИТПМ СО РАН, ИК СО РАН, ИФП СО РАН, МГУ, МГТУ, СПбГУ, НГУ, ТГУ, МИФИ, АлтГУ, КНЦ РАН, ХакГУ, УРО РАН, ДВФУ, БГУ, ВСГУТУ и другими.

Организаторы конференции: Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Сибирского отделения Российской академии наук - Институт физического материаловедения (Улан-Удэ), Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение Бурятский государственный университет им. Доржи Банзарова, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение Восточно-Сибирский университет, Физическое общество Монголии, Педагогический университет Внутренней Монголии (КНР), Национальный университет Монголии (МУИС).

Постановлением Президиума СО РАН от 10.01.2019 г. № 1 конференция включена в Перечень международных, всероссийских и региональных научных и научно-технических совещаний, конференций, симпозиумов, съездов, семинаров и школ в области естественных и общественных наук на 2019 год (раздел Физические науки, п. 12).

Научная программа конференции включала работу секций по трем направлениям - физика конденсированного состояния, функциональных материалов, математического и компьютерного моделирования материалов и технологий. К началу работы конференции изданы программа и сборник трудов конференции, индексируемый в РИНЦ, объемом 57,66 условных печатных листов. В целом сборник содержит более 100 научных статей.

Фото участников конференции

На открытии конференции приветственные слова произнесли сопредседатели программного комитета: директор ИФМ СО РАН, д.ф.-м.н. А.В. Номоев, ректор БГУ, д.т.н., проф. Н.И. Мошкин, профессор Педагогического университета Внутренней Монголии (КНР) O.Tegus, Национального университета Монголии (МУИС), профессор J. Davaasambuu, проректор по НИР ВСГУТУ, проф. И.Г. Сизов, зав. кафедрой сопротивления материалов ВСГУТУ, проф. Л.А. Бохоева.

Пленарное заседание началось с доклада академика РАН А.Л. Асеева (НГУ, ИФП СО РАН) и продолжилось выступлениями профессоров О. Тегуса (Педагогический университет Внутренней Монголии, Китай), Н. Цогбадраха (МУИС, Монголия), Ю.Г. Матвиенко (МГТУ им. Н.Э. Баумана), Д.С. Сандитова (БГУ им. Доржи Банзарова).

Доклад академика РАН Асеева А.Л.

В научной части конференции заслушали и обсудили 32 научных выступления. С обзорными получасовыми презентациями выступили члены РАН: А.И. Николаев (КНЦ РАН), В.Н. Столярова (СПбГУ), А.Б. Ярославцев (ИОНХ), профессора С.П. Бардаханов, Н.Галдбадрах, Ф.Х. Уракаев, Н.А. Колосов, Dan Wei (Пекин, Китай), Dai Qin (Шанхай, Китай), Цогбадрах (МНР), доктора наук Б.Б. Бадмаев, Т.С. Дембелова, В.И. Иваненко, А.В. Мокшин, А.В. Номоев, С.Л. Синебрюхов, А.Р. Хаматгалимов и другие. С 15 минутными докладами выступили кандидаты наук В.В. Железнов, Т. Ларина М. Охлопкова, Р.М. Хуснутдинов, Б.Н. Галимзянов, В.В. Апяри, А.В. Гопин, А.В. Северин, молодые ученые С.Калашников, В.Лыгденов, Э.Хартаева, Н.Юможапова, С.Базарова, А. Кондранова, Д. Ренев и другие.

Результаты более шестидесяти научных исследований были представлены и обсуждены на стендовой секции.

Профессора С.П. Бардаханов и Dai Qin на стендовой секции

Стендовый доклад проф. Altan Bolag с сотрудниками (лаборатория физики и химии функциональных материалов, Внутренняя Монголия, Китай) «Синтез новых дифенилпирановых красителей и их применение в солнечных фотоэлектрохимических ячейках»

КРАТКИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДОКЛАДОВ

Физика конденсированного состояния и моделирование

На конференции рассматривались и обсуждались исследования в области нанотехнологий, связанные с квантовыми эффектами, такими как туннелирование носителей заряда, контролируемое изменение структуры энергетических зон, квантование энергетических спектров носителей заряда и спиновые явления, изучением новых физических особенностей полупроводниковых наноструктур. Современные разработки моделирования электронной структуры и магнитных материалов с эффектами спин-транспортной электроники, такими как разбавленные магнитные полупроводники, сплавы Гейслера и шпинельферрит. Получению, моделированию и механизмам образования композитных наночастиц типа ядро-оболочка и янус-подобных под действием релятивистского пучка электронов в потоке транспортного инертного газа – аргона. Принимая во внимание актуальность изучения оксидных материалов (стекол, керамики, покрытий) при высоких температурах до 3000 К, проведен обзор результатов, полученных методом высокотемпературной масс-спектрометрии для боратных, силикатных, цирконатных и гафнатных систем. Рассмотрены особенности процессов испарения указанных систем: ассоциация, диссоциация и полимеризация молекулярных форм пара. Обсуждены термодинамические свойства изученных систем и модельные подходы для их описания, в частности, обобщенная решеточная теория ассоциированных растворов.

Разработан акустоэлектрический метод исследования диэлектрических свойств жидкости в граничном слое. Исследована частотная зависимость диэлектрической проницаемости адсорбированной воды в диапазоне частот от 20 до 400 МГц.

Представлена зависимость механической прочности образцов, имеющих топологию трижды периодических поверхностей минимальной энергии типа примитив Шварца от размера элементарной ячейки. Образцы были изготовлены с помощью технологии селективного лазерного спекания на 3Д принтере EOS Formiga P110. Образцы имеют одинаковые размеры и одинаковую степень заполнения пространства, варьируется количество элементарных ячеек и толщина стенок. Для подготовки 3Д моделей были использован Rhinoceros 6 с плагином для параметрического моделирования Grasshopper. С помощью метода конечных элементов в программе Comsol multiphysics было обнаружено сечение, в котором в образцах с топологией примитивов Шварца накапливаются наибольшие напряжения. Установлено, что при уменьшении размера элементарной ячейки растет прочность образцов. Найдено математическое соотношение, описывающее рост прочности.

Структура и свойства покрытий TiN и TiN–Cu полученных по гибридной технологии вакуумно-дугового испарения титановой мишени и ионно-плазменного распыления медной мишени. Эксперименты проведены в плазмохимическом реакторе новой конструкции с возможностью инжекции паров меди в область синтеза TiN через разделительную диафрагму с изменяемым дозирующим отверстием.

Показано, что металл-фуллереновые наноструктуры на поверхности полимеров вызывают плазмонное резонансное поглощение, для которого место положения максимума, форма и ширина полосы плазмонного поглощения обусловлены массовой долей компонентов, размером островков, степенью заполнения поверхности подложки, внутренними механическими напряжениями.

Проведена серия компьютерных экспериментов методом молекулярной динамики, имитирующих процессы охлаждения системы частиц аргона при различных скоростях охлаждения. В результате моделирования получены твердые фазы различной степени упорядоченности, выполнен сравнительный анализ структур с помощью расчета функций радиального распределения частиц и с помощью авторского алгоритма распознавания кластеров кристаллической структуры.

Наночастицы и функциональные материалы

Интерес к природными синтетическим щелочным титаносиликатам (Ti-Si) обусловлен их универсальными свойствами. Поэтому в докладе А.И. Николаева (КНЦ РАН) рассматривался вопрос изучения фазообразования в этой системе. Так, Ti-Si превосходят широко используемые для сорбции цеолиты не только по более высоким сорбционным характеристикам, но и по термической стабильности и селективности. Определение условий формирования таких минералов в природе позволяет подобрать компоненты и параметры для направленного синтеза их аналогов - мезапористых частиц.

Описанию транспортных свойств различных ионообменных мембран, перспективных для использования в химических источниках тока и некоторых подходов, используемых для их улучшения посвящен доклад А.Б. Ярославцева.

Для получения наноразмерных порошков металлов и сплавов подгруппы хрома использован способ восстановления двойных оксидных соединений этих металлов парами магния в условиях низкого статического разрежения и динамического вакуума. Приведены результаты по получению и исследованию порошков вольфрама, молибдена, хрома, смеси W-Cr и сплава Mо-W. Поверхность порошков находится на уровне 14-41 м2•г-1. Средний размер кристаллитов, оцененный по величине областей когерентного рассеяния рентгеновского излучения, составляет 8-40 нм.

Синтез оксида графена усовершенствованным методом Хаммера из порошка графита был доложен на конференции.

Вольфрамат циркония с отрицательным коэффициентом теплового расширения получен методом твердофазной реакции между оксидами ZrO2 и WO3. Методом in situ рентгеноструктурного анализа исследованы фазовые превращения вольфрамата циркония в процессе нагрева, которые соответствуют ранее опубликованным данным. Однако при температуре 450ОС на рентгенограмме формируются пики оксида вольфрама, что может свидетельствовать о начале процесса разложения ZrW2O8. Изучена природа эффективного модуля упругости, установлена его связь с упругими модулями и коэффициентом Пуассона. Показано, что коэффициент Пуассона является важнейшим структурно-чувствительным свойством твердых тел, хотя меняется в небольших пределах.

Формирование защитной пленки из углеродных наноструктурированных материалов (графеновых структур) на поверхности катода за счет осаждения ионов и атомов углерода из атмосферы дугового разряда предоставляет принципиальную возможность неограниченного увеличения срока службы катода электродугового плазмотрона.

Представлены данные о фазовых равновесиях в системе UO2–SiO2. Приведены результаты исследования стеклокерамического материала на основе системы UO2–SiO2, имеющего наноразмерную структуру. Оценены возможности и преимущества использования полученной стеклокерамики в качестве топливного материала для АЭС. Исследованы ее механические и теплофизические характеристики.

Предложен новый способ получения магнитного сверхсшитого полистирола (МССПС), основанный на сорбции предварительно синтезированных наночастиц магнетита на коммерчески доступном ССПС. Выбраны условия синтеза сорбента путем варьирования природы растворителя и содержания магнетита. Изучены структурные, магнитные и сорбционные свойства полученного сорбента. Выявлены и обсуждены особенности сорбционного поведения тетрациклинов, сульфаниламидов и катехоламинов на наночастицах Fe3O4, ССПС и магнитном сорбенте на основе ССПС. Представлены данные о фазообразовании в системе CaO–ZrO2–Fe2O3–Gd2O3 в гидротермальных условиях, в условиях горения растворов, при термообработке на воздухе. Показана возможность получения композитов «наночастицы GdFeO3 – матрица CaZrO3».

С использованием метода ионного обмена разработаны новые подходы к направленному синтезу перспективных наноструктурированных композиционных материалов на основе фосфатов и оксидов титана для литийионных аккумуляторов. Легирование гетеровалентными катионами металлов повышает дисперсность кристаллических порошков, приводит к образованию структурных дефектов, которые создают микронапряжения и не позволяют формировать относительно крупные кристаллиты. Уменьшение размеров частиц порошков и формирование композитов, содержащих твердый электролит, повышают зарядно-разрядные характеристики материала, увеличивая литийионную проводимость и обратимость процесса интеркаляции - деинтеркаляции катионов лития в структуре. Синтезированные материалы обеспечивают создание безопасных и надежных в эксплуатации литийионных аккумуляторов с высокой и стабильной при многократном циклировании в режиме «заряда-разряда» емкостью.

Темплатным золь-гель методом получены наноструктурированные композиты на основе TiO2, допированные Mn. Морфология и структура композитов исследованы методами рентгеновской дифракции, сканирующей и просвечивающей микроскопии, рентгено-фотоэлектронной спектроскопии. Исследованы электропроводность и магнитные свойства. Показано, что допирование образцов TiO2 марганцем улучшает проводимость на два порядка по сравнению с недопированным образцом. Изменение условий отжига наноструктурированного композита увеличивает проводящие свойства в четыре раза. Установлено, что изученные образцы имеют ферромагнитное упорядочение при комнатной температуре, причем значение намагниченности насыщения и угол наклона кривой M(H) зависят от условий отжига Определено наличие магнитного перехода в районе 45 K, отвечающий переходу Mn3O4 в ферримагнитное состояние.

Одним из направлений повышения коррозионной стойкости алюминиевых сплавов является модификация их поверхности с целью создания барьерного слоя, препятствующего доступу коррозионноактивных компонентов среды к материалу. В докладе представлены результаты исследований, направленных на защиту алюминиевых сплавов композиционными покрытиями, обладающими супергидрофобными свойствами. На основании полученных данных электрохимических исследований представлены модели строения композиционных покрытий.

Проведена сборка 3d-моделей t-x-y диаграмм для декодирования генома гетерогенного материала.

Численное моделированию фононных кристаллов с зависящими от времени свойствами периодической структуры. Есть много работ, описывающих фононный кристалл с перестраиваемой запрещенной зоной. Механизм перестройки может иметь различную физическую природу. В свою очередь нами была разработана модель фононного кристалла с быстро меняющимися свойствами, где частота изменяющейся и распространяющейся волны имеет одинаковый порядок. В работе показано влияние зависящих от времени характеристик на распространение волновых пакетов, волн с различной начальной фазой. Параметры кристаллической ячейки задаются в зависимости от времени; Распространение сигнала имеет существенные отличия от статического случая. Показано, что при определенных условиях фононный кристалл приобретает свойства фазового фильтра.

Путем компьютерного моделирования методом молекулярной динамики с использованием потенциала сильной связи TB-SMA исследовались процессы структурообразования нанокластеров сплава серебра и меди при плавном охлаждении частиц из расплава до комнатной температуры с целью анализа возможности их применимости в качестве рабочего слоя ячеек памяти с изменением фазового состояния носителя. Для оценки влияния размерных эффектов исследовались кластеры Ag-Cu диаметрами от 2.0 до 8.0 нм, при этом содержание меди в сплаве варьировалось от 10 до 50 процентов.

Повышенный интерес на конференции вызвали доклады по аморфному состоянию вещества и моделированию наноразмерных структур и их свойств.

Природа коэффициента Пуассона аморфных полимеров и стекол и его связь со структурно-чувствительными свойствами рассмотрена в докладе проф. Сандитова Д.С. / Сандитов Д.С. // Успехи физ. наук (2019), DOI: 10.3367/UFNr.2019.05.038574 ? Структурные и динамические свойства системы ZrCuAl при температурах T=[250; 3000]K рассматриваются в рамках молекулярно-динамических расчетов. Из температурных зависимостей параметров порядка определена критическая температура стеклования системы. Кластерный анализ конфигурационных данных моделирования выявляет наличие в аморфных металлических сплавах квази-икосаэдральных кластеров. С целью исследования механизмов формирования атомарных коллективных возбуждений в системе были рассчитаны спектры продольного и поперечного потоков для широкой области значений волновых чисел. Установлено, что спектры продольного потока могут воспроизводиться линейной комбинацией трех гауссовых функций, в то время как точное описание спектров поперечного потока в случае аморфного металлического сплава возможно лишь при учете не менее четырех соответствующих вкладов.

Кристаллизация переохлажденных жидкостей и аморфных твердых тел начинается, как правило, с процесса кристаллического зародышеобразования (нуклеации), который сопровождается процессом роста кристаллических зародышей. Ключевой особенностью этих процессов является то, что в случае кристаллизации большого количества различных материалов (металлических расплавов, ряда полимеров и др.) они протекают на нанометровых пространственных масштабах. Управление этими процессами дает возможность влиять на ряд физико-механических свойств получаемых кристаллических твердых тел. В настоящей работе показано, что температурные зависимости скоростных характеристик кристаллического зародышеобразования – время нуклеации, скорость роста зародышей - воспроизводятся универсальными скейлинговыми соотношениями. Результаты подтверждаются как экспериментальными данными, так и данными моделирования молекулярной динамики для кристаллизующихся систем различного типа.

Расчет электрической проводимости графеновой наноленты представлен на конференции методом теории функционала плотности.

В свободное от заседаний время проводились туристические путешествия по побережью озера Байкал по маршруту Гремячинск – особая экономическая зона «Байка?льская га?вань», Турка - Горячинск. Жаркими и захватывающими внимание болельщиков - участников конференции были соревнования по волейболу, баскетболу, объединяющими запомнились вечера бардовской песни. Будучи в Улан-Удэ участники конференции совершили экскурсию по историческим местам города в сопровождении лучшего гида России Тогошеевой Д.Р. Очередная VI Международная Китайско-Монгольско-Российская конференция по функциональным материалам состоится в Улан-Баторе в 2020 году, а "Нанотехнологии и материалы - IХ" состоится в 2022 году в Бурятии.

А.В. Номоев, д.ф.-м.н., сопредседатель Программного комитета