Научно-исследовательский центр диагностики материалов и веществ → Лаборатория теории физико-химических процессов

Подразделения

ЛАБОРАТОРИЯ ТЕОРИИ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

Заведующий лабораторией – доктор физико-математических наук Ю.К. Товбин.

ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

·    Установление механизмов электропроводности в сложных молекулярных системах и нанокомпозитах;

·    Фликкер-шумовая спектроскопия;

·    Создание метрологического комплекса и нормативно-методической базы для обеспечения единства измерений локальных 3D параметров поверхностей в нанометровом диапазоне, определяющих ее функциональные свойства;

·    Молекулярная теория фазовых переходов и транспорта в сложных дисперсных системах;

·    Молекулярно–статистическое моделирование термодинамических и динамических характеристик водных растворов низкомолекулярных веществ в наноразмерных дисперсных фазах;

·    Расчет термодинамических функции «чистой» воды и растворов, скорости элементарных процессов переноса заряда и химических реакций, протекающих в водных растворах низкомолекулярных веществ в широком интервале температур, давлений и концентраций компонентов, включая переход от малых кластеров до объемной фазы;

·    Разработка методов описания структуры поверхностей твердых тел на макроскопическом и на атомно-молекулярных уровнях (для катализа, мембран, коррозии, тонких пленок и т.д.) на основе структурной информации о поверхности являются данные по атомно-силовой или сканирующей туннельной микроскопии.

ОСНОВНЫЕ ДОСТИЖЕНИЯ

·    Разработана дискретная модель для избыточных электронов в полярных жидкостях;

·    Создан новый метод микроскопической гидродинамики, описывающий все режимы течений и скоростей реакций в пористых мембранах и катализаторах. Теория описывает на молекулярном уровне все динамические характеристики потоков молекул и скорости реакций в дисперсных фазах нанометрового диапазона от 1 до 10³ нм;

·    Разработана дискретная модель полярных сред, позволяющая исключить использование макроскопических характеристик, в частности, диэлектрической проницаемости жидкостей и растворов;

·    Выведены методы расчеты термодинамических функции «чистой» воды и растворов, скорости элементарных процессов переноса заряда и химических реакций, протекающих в водных растворах низкомолекулярных веществ в широком интервале температур, давлений и концентраций компонентов;

·    Построена молекулярная теория капель, включающая описание термодинамических характеристик малых систем в широком диапазоне размеров от малых кластеров до объемной фазы;

·    Разработаны методы построения корреляции между структурными функциями распределений для поверхностей катализаторов и их каталитической активностью по данным фликкер-шумовой спектроскопия и атомно-молекулярной теории твердых тел;

·    Определены новые методики расчета электронной структуры нестабильных анионов для многоэлектронных атомов или фрагментов полимерных цепей, на которых могут находиться избыточные электроны, участвующие в переносе заряда.

ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ

·    Фликкер-шумовая спектроскопия для: выявления параметров, характеризующих динамику открытых сложных систем; определения прекурсоров наиболее резких изменений в эволюции таких систем; установления динамики кросс-корреляционных взаимосвязей между одновременно измеряемыми характеристиками систем;

·    Молекулярная теория фазовых переходов в сложных дисперсных системах: создает новые возможности по анализу структуры пористых материалов на основе данных по адсорбционной порометрии;

·    Микроскопическая гидродинамика: дает возможность расчета характеристик транспорта молекул в сложных дисперсных системах, определения проницаемости и селективности новых адсорбентов, мембран и катализаторов;

·    Фликкер-шумовая спектроскопия и атомно-молекулярная теория: контроль за состоянием поверхности катализаторов, сенсоров, и новых материалов;

·    Анализ электропроводности: дает возможность выяснить причины, отвечающие за разные типы зависимостей электропроводности неупорядоченных веществ и нанокомпозитов от температуры, и проводить целенаправленный поиск микроструктуры неупорядоченных молекулярных веществ с заданными свойствами.