СКИФ поможет создавать новые функциональные материалы

Координатор разработки и создания Станции СКИФ «XAFS спектроскопия» Андрей Сараев рассказал об уникальных возможностях «Сибирского кольцевого источника фотонов».

В Центре коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов» Института катализа СО РАН, который сейчас строится в наукограде Кольцово, будут проводиться исследования, необходимые для создания новых высокоэффективных катализаторов, топливных элементов, батарей, высокотемпературных проводников, искусственных белков (фармацевтических препаратов) и других функциональных материалов.

Именно структура в большинстве случаев определяет то, какими свойствами обладает материал.  Например, углерод в природе существует в различных состояниях: уголь, графит, алмаз или графен. При этом каждое из этих веществ имеет различную структуру и, как вы знаете, свойства. Графит — мягкий, слоистый материал, алмаз, напротив, обладает очень высокой твердостью. Графен — перспективный материал для электроники. Для управлениями свойствами материала необходимо проводить исследования его структуры, — отметил Андрей Сараев.

По его словам, не всегда лабораторные приборы могут дать необходимую информацию о структуре материала, а некоторые методики и вовсе не могут быть реализованы на лабораторных приборах — для этого необходимы источники синхротронного излучения, только с их помощью можно исследовать объекты на атомарном уровне.

Такие уникальные установки класса «мегасайенс», как СКИФ, имеют широкий диапазон физико-химических методов и позволяют получать большой объем информации. В результате ученые могут настраивать и синтезировать материалы под разные задачи. Например, это могут быть катализаторы для тонкого органического синтеза, катализаторы для селективного окисления простых спиртов в ценные органические соединения, например, в метилформиат, формальдегид, муравьиную кислоту. Они обладают высокой стоимостью, используются в фармакологии, лакокрасочной и парфюмерной промышленности, применяются как присадки к дизельному и бензиновому топливу и для многих других целей, — рассказал Андрей Сараев.

Синхротронные исследования очень востребованы в науке, отметил эксперт: ежегодно выходит порядка 15 тыс. публикаций, включающих результаты, полученные с использованием синхротронного излучения. Причем объектами изучения могут выступать не только функциональные материалы, но также и вирусы, живые организмы, археологические находки и др.

Исследователи, которые будут приезжать на СКИФ, смогут проводить эксперименты с использованием разных методов, в зависимости от поставленной задачи. Это может быть нано-, микро-  или макроуровень.

Кроме того, современная наука диктует необходимость изучения объектов не только в стабильном состоянии, но и в процессе их реального функционирования. Для этого на СКИФ будут проводиться исследования в режимах in situ и operando. То есть будут варьироваться параметры эксперимента (температура, давление, подача каких-либо газов), которые моделируют реальные условия, в результате будет возможно, например, измерить скорость реакции, селективность по продуктам, а также другие показатели. Например, это важно при синтезе катализаторов — веществ, которые применяются в химической промышленности для управления скоростью протекания реакции, — пояснил Андрей Сараев.

Среди глобальных вызовов для современной науки он назвал синтез водорода из органических веществ (глицерин, спирты), фотокаталитическое превращение CO2 в ценные органические продукты (метан, синтез-газ, метанол), очистку продуктов деятельности промышленных предприятий (дымовые газы, шламы, нефтехимическихе отходы), рекультивацию мусорных полигонов, создание новых топливных элементов и новых типов электрических батарей. Для решения этих задач необходимы функциональные материалы, направленное создание которых невозможно без проведения синхротронных исследований.

Высокий спрос на такие исследования и ограниченность возможностей (в России два источника СИ первого и второго поколений) порождают высокую конкуренцию за экспериментальное время на зарубежных источниках СИ, где приоритет отдается национальным пользователям, говорят ученые. Таким образом, ввод СКИФ в эксплуатацию даст российским ученым возможность проведения исследований на самом современном уровне и в необходимом объеме, считает Андрей Сараев.

Самое читаемое
  • Дмитрий Каменщик пытается остановить национализацию ДомодедовоДмитрий Каменщик пытается остановить национализацию Домодедово
  • Уральские строители прогнозируют критическое снижение объема ввода жильяУральские строители прогнозируют критическое снижение объема ввода жилья
  • Уральский банк оштрафован на 300 тыс. руб. за давление на должниковУральский банк оштрафован на 300 тыс. руб. за давление на должников
  • Денис Паслер анонсировал строительство нового мусоросортировочного комплексаДенис Паслер анонсировал строительство нового мусоросортировочного комплекса
  • Фейк? В Екатеринбурге заговорили о закрытии «Пассажа»Фейк? В Екатеринбурге заговорили о закрытии «Пассажа»
Наверх
Чтобы пользоваться всеми сервисами сайта, необходимо авторизоваться или пройти регистрацию.
Вы можете войти через форму авторизации зарегистрироваться
Извините, мы не можем обрабатывать Ваши персональные данные без Вашего согласия.
  • Укажите ваше имя
  • Укажите вашу фамилию
  • Укажите E-mail, мы вышлем запрос подтверждения
  • Не менее 8 символов
Если вы не хотите вводить пароль, система автоматически сгенерирует его и вышлет на указанный e-mail.
Я принимаю условия Пользовательского соглашения и даю согласие на обработку моих персональных данных в соответствии с Политикой конфиденциальности.Извините, мы не можем обрабатывать Ваши персональные данные без Вашего согласия.
Вы можете войти через форму авторизации
Самое важное о бизнесе.