Федеральное государственное бюджетное учреждение науки
Федеральный исследовательский центр химической физики
им. Н.Н. Семенова Российской академии наук

  
  
  

  Лаборатория наноматериалов для энергетики и биотехнологии (Т001)

 

 Jigach_AN

Научный руководитель: зав. лаборатоpией к.ф.-м.н., Жигач Алексей Николаевич.

     ORCID: 0000-0002-9686-5214

     Scopus Author ID: 6602685604

     Researcher ID: T-2368-2017

     h-index = 11 (РИНЦ)

     E-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Тел.: +7(495) 651-2603 и +7(499) 137-0437

Группа наноструктурных материалов:

  Основные сотрудники:    к.ф-м.н., Кусков М.Л., к.т.н., Березкина Н.Г., д.х.н, Скурат В.Е.

 

Основные направления исследования.

 

 

  1. Разработка, создание, запуск и использование оборудования для синтеза нано- и субмикронных порошков металлов, сплавов, соединений металлов и некоторых неметаллов, а также композиционных и смесевых материалов с использованием таких частиц.

 

Автоматизированная установка для синтеза наноразмерных и субмикронных порошков металлов, сплавов и соединений металлов поставлена, запущена в эксплуатацию и используется в Shenzhou Space Biotechnology Group, China Academy of Space Technology (CAST), Beijing, China, 2017.
 

 

2. Разработка методик и синтез наноразмерных и субмикронных частиц:

  • Для создания структурированных материалов для хранения водорода (на основе гидридов металлов);
  • Для введения в активные среды для биотехнологии и сельского хозяйства и исследования механизмов биологического действия наночастиц (совместно с Лаб. «Биологического воздействия наноструктур» и «Физико-химических методов исследования»);
  • Для создания высокоэнергоемких наноматериалов (совместно с ОИВТ РАН);
  • Для синтеза магнитных материалов с уникальными свойствами (совместно с НИТУ МИСИС),
  • Для формирования радиопоглощающих покрытий в широком диапазоне длин волн.
  1. Исследование процессов и разработка полуэмпирических моделей воздействия факторов околоземного космического пространства на материалы космических аппаратов.

 

Группа лазерной химии: 

  Основные сотрудники:   д.ф.-м.н., Никитин А.И., к.ф.-м.н., Величко А.М., к.ф.-м.н., Никитин В.А., к.ф.-м.н., Никитина Т.Ф.

 

Основные направления исследования.

  1. Совместно с Институтом спектроскопии РАН, Институтом атомной энергии и Химическим факультетом МГУ исследовались процессы лазерного разделения изотопов углерода методом селективной диссоциации молекул фреонов импульсами излучения с длиной волны 10,6 мкм в целях создания промышленной установки.
  2. Совместно с Институтом высоких температур РАН исследовалось горение газов, стимулированное плазмой электрического разряда. Группа отвечала за спектроскопическое исследование результатов процесса горения в различных режимах и за разработку метода регистрации радикалов ОН с помощью эксимерного лазера на KrF.
  3. В 1998 году предложена модель шаровой молнии в виде ядра из униполярно заряженных частиц, кулоновское расталкивание которых компенсировалось сжатием поляризованной оболочки из диэлектрика. Проведена работа по теоретическому обоснованию модели (проверка устойчивости, предельного энергосодержания, времени жизни, механизма излучения, особенностей движения). Удалось показать, что принцип устройства шаровой молнии оказался близким к объяснению структуры микроразмерных заряженных кластеров, наблюдавшихся учёными-ядерщиками при электрических разрядах в воде. Изготовлен прототип установка (см. Фото) для проверки предложенной модели.
  4. Совместно с лабораторией химической физики энергоаккумулирующих гетерогенных систем (008) ИНЭПХФ им.В.Л.Тальрозе ФИЦ ХФ РАН проводятся исследования лазерной абляции твердого оксида алюминия.

  Установка для исследования возможности создания шаровой молнии. На периферии видны 4 камеры для формирования вихревой воздушной струи, в центре – искровой генератор ультрафиолетового излучения.

   Группа биологического воздействия наноструктур:

ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАБОТ ГРУППЫ:

  1. Изучение физико-химических механизмов действия наночастиц неорганической и органической природы на клетки про- и эукариот;
  2. Разработка препаратов на основе наночастиц для направленного воздействия на мишени биологического действия растений, бактерий и экспериментальных животных.

Сотрудники группы:

д.б.н., профессор, Глущенко Н. Н.

к.б.н., доцент
Богословская О.А.

 Ольховская И.П. д.б.н. Крохмаль И.И. Яблоков А.Г. Кудряшова Н.О.
 
  • N. Zeyruk, S. V. Vasilieva, G. L. Belov, M. K. Derevyagina, O. A. Bogoslovskaya, I. P. Olkhovskaya, G. Yablokov, N. N. Glushchenko. A Boost to Integrated Management of Certain Potato Diseases Using Metal Nanoparticles. Potato Research. 2021. doi:10.1007/s11540-021-09518-9
 005_2_.jpg 
 
  •  N. Glushchenko, O. A. Bogoslovskaya, B.T. Shagdarova, A.V. Il’ina, I. P. Olkhovskaya, V.P. Varlamov. Searching for Synergistic Effects of Low Molecular Weight Chitosan Derivatives, Chitosan and Copper Nanoparticles for Wound Healing Ointment. Adv. Nat. Sci.: Nanosci. Nanotechnol. 2021. 12. 035016 (15pp). doi:10.1088/2043-6262/ac2b98
 005_3_.jpg 
 
  • Yurina T.A., Drobin G.V., Bogoslovskaya O.A., Olkhovskaya I.P., Glushchenko N. N. Stimulating Effects of Pre-sowing Seed Treatment with Metal Nanoparticles on Winter Wheat Growth and Development. Аgricultural biology (Sel'skokhozyaistvennaya biologiya). V. 56, № 1, p. 135- 145юdoi: 10.15389/agrobiology.2021.1.135eng
 005_4_.jpg 
 
  • Yu Chen, Jinying Lu, Min Liu, Huasheng Li, Qiao Sun, G. S. Nechitaylo, O. A. Bogoslovskaya, I.P. Olkhovskaya, N. N. Glushchenko. Tomato Response to Metal Nanoparticles Introduction into the Nutrient Medium. IET-Nanobiotechnology. 2020. DOI: 10.1049/iet-nbt.2019.0183
 005_5_.jpg

Zhao Hui, Liu Min, Chen Yu, Lu Jinying, Li Huasheng, Sun Qiao, Nechitaylo G.S., Zhigach A. N., Leypunsky I. O., Rakhmetova A. A., Bogoslovskay O. A., Glushchenko N. N. The Method for Cultivation of Plants Using Metal Nanoparticles and the Nutrient Medium for its Implementation. PCT. Patent

№ CN 108471713 B, дата регистрации 20.10.2020 г.

 

  Основная лабораторная техника.

  1. Установка для синтеза наноразмерных и субмикронных порошков металлов, сплавов и соединений металлов левитационно–струйным или испарительным тигельным методами.
  2. Импульсный наносекундный волоконный лазер (100 Вт, длина волны 1 мкм) с системой позиционирования лазерного луча.
  3. Мобильный квадрупольный масс-спектрометр с термодесорбционной ячейкой.
  4. Однолучевой ИК-Фурье спектрометр (с приставкой диффузного отражения) Брюкер Тензор 27
  5. Установка типа аппарата Сиверта для исследования процессов абсорбции-десорбции газов в широком диапазоне температур и давлений (в состоянии обкатки).
  6. Автоматизированный измеритель удельной поверхности методом БЭТ (по азоту и аргону).
  7. Трубчатые печи с регулируемой газовой средой (рабочая температура до 10000С).
  8. Мощный импульсный CO2-лазер ГЛ-2, работающий на длине волны 10,6 мкм.
  9. Высокоскоростные ЭОП камеры производства компании BIFO (стрик-камера К008, стрик-камера К008М, диапазон длин волн которой смещен в ультрафиолетовый диапазон, и 9-кадровая камера К011).

 Избранные публикации (2017-2022).

  1. A. Yu. Dolgoborodov, S. Yu. Ananev, V. V. Yakushev, T. A. Rostilov, V. S. Ziborov, M. L. Kuskov, A. N. Zhigach, V. G. Kirilenko, V. A. Pirog, L. I. Grishin and G. E. Valyano Shock Hugoniot of porous nanosized nickel // Journal of Applied Physics 131, 125902 (2022); https://doi.org/10.1063/5.0082312
  2. A N Zhigach, I O Leipunsky, M L Kuskov, N G Berezkina, E S Afanasenkova, G W Lopez, E A Skryleva, V P Menushenkov, O M Zhigalina & D N Khmelenin On the production of dispersive single-crystal iron carbide (Fe3C) nanoparticulate // Bulletin of Materials Science volume 45, Article number: 38 (2022) Published: 17 February 2022 https://doi.org/10.1007/s12034-021-02623-y
  3. A.I.Nikitin, V. A.Nikitin, A. M.Velichko, T.F.Nikitina, “Strange” particles and micro-sized ball lightning in some electric discharges, Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics, Volume 218, July 2021, 105525, https://doi.org/10.1016/j.jastp.2020.105525
  4. A.I.Nikitin, V. A.Nikitin, A. M.Velichko, T.F.Nikitina, Features of the mechanism of ball lightning electromagnetic radiation, Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics, Volume 222, 1 October 2021, 105711, https://doi.org/10.1016/j.jastp.2021.105711
  5. A.N.Zhigach , I.O.Leipunsky, M.L.Kuskov, N.G.Berezkina, E.S.Afanasenkova, O.A.Safronova, B.V.Kudrov, G.W.Lopez, E.A.Skryleva Synthesis of pure titanium carbide and titanium carbide/hydride core-shell nanoparticles via the flow-levitation method, and their characterization // Journal of Alloys and Compounds Volume 819, 5 April 2020, 153054 https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2019
  6. I.O. Leipunsky, A.N. Zhigach, M.L. Kuskov , N.G. Berezkina , E.S. Afanasenkova , B.V. Kudrov, G.W. Lopez, G.A. Vorobjeva , A.V. Naumkin Synthesis of TiH2 nanopowder via the Guen-Miller Flow-Levitation method and characterization // Journal of Alloys and Compounds Volume 778, 25 March 2019, Pages 271-279 https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2018.11.088.
  7. A.I.Nikitin, Possible process of ball lightning training in nature, Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics, Volume 190, 1 September 2019, Pages 54-61, https://doi.org/10.1016/j.jastp.2019.05.001
  8. M. N. Larichev, G. E. Belyaev, I. G. Stepanov, and A. M. Velichko, Application of two-color pyrometer for studying of flying luminous particles: Products of alumina laser ablation, Review of Scientific Instruments, 90, 043904 (2019), https://doi.org/10.1063/1.5063447
  9. M L Kuskov, A N Zhigach, I O Leipunsky, A N Gorbachev, E S Afanasenkova, O A Safronova Combined equipment for synthesis of ultrafine metals and metal compounds powders via Flow-Levitation and crucible methods //2019  IOP Conference Series Mat. Sci .Eng. 558  012022,   https://doi.org/10.1088/1757-899X/558/1/012022