Ведущий инженер отдела лазерной физики и нанотехнологий физико-технического института ИрГТУ, кандидат химических наук Игорь Петрушенко выиграл грант Фонда фундаментальных исследований (РФФИ) по исследованию свойств углеродных наноструктур. Фонд окажет поддержку перспективному проекту «Структурные и механические свойства ионизированных углеродных нанотрубок и графена» в размере 800 тыс. рублей на 2014-15 годы.
Теоретическая работа И. Петрушенко посвящена исследованию структурных и механических свойств углеродных нанокластеров. С момента открытия нанотрубок (1991 г.) и графена (2004г.), данные наноструктуры привлекают внимание многих исследователей.
По информации И. Петрушенко, углеродные нанотрубки и графен широко используются в различных областях наук – физике, химии и т. д. Одно из наиболее интересных свойств этих структур – исключительные механические свойства. Например, прочность нанотрубок превышает прочность стали в 10 раз. В связи с этим, ученые считают перспективным использование углеродных нанокластеров для упрочения композиционных материалов.
«После того, как в полимерную матрицу вводят нанокластеры, мы получаем материал с высокими прочностными характеристиками. Однако остается не конца изученным вопрос поведения нанокластеров при воздействии на них ионизирующего излучения. По этой проблематике опубликовано очень мало научных статей и почти не представлены патенты. Надеюсь, мое исследование будет результативным, и я получу новую информацию о свойствах нанокластеров.
Известно, что при ионизации – отрыве электрона от молекулы - существенным образом будут меняться ее структурные и механические характеристики. Первый этап моих исследований должен ответить на вопрос, насколько серьезно влияет ионизация на данные свойства углеродных нанотрубок. Это происходит следующим образом - мы создаем координаты исследуемых структур, помещаем специальный входной файл на суперкомпьютер и запускаем квантовохимические программы, которые решают сложные уравнения. Затем, анализируя полученные результаты, делаем выводы.
Кроме того, если мы добавим «чистые» нанотрубки в композиционный материал, то они, скорее всего, не распределятся равномерно по объему, а слипнутся в комки. Поэтому необходимо функционализировать нанокластеры различными атомами, чтобы уменьшить их способность к агрегации (снижение склонности частиц к склеиванию между собой). В своем исследовании я также буду заниматься этим вопросом.
В завершении проекта в 2015 году я планирую построить эффективную модель композиционного материала с углеродным нанокластером и проверить его характеристики при воздействии на него ионизирующего излучения», - рассказал И. Петрушенко.
Ученый пояснил, что на средства гранта РФФИ будет также приобретено специализированное программное обеспечение.
