Физика плазмыинанотехнологии

Состояния вещества
T
0
100
1000
Плазма – частично или полностью ионизованный газ
твердое
жидкое
газ
плазма

Плазма в природе

«Искусственная» плазма

Индуктивно-связанная плазма

H
E
Внутренний поток
Промежуточный
Внешний поток
Индуктивно связанная плазма
принцип действия
Вход: исходные реагенты
Выход: продукт

Синтезируемые наночастицы
Сверхчистые металлы
Оксиды
Нитриды
Бориды
Карбиды
И т.д.

Наночастицы La2O3, синтезированные в индуктивно-связанной плазме

Описание электромагнитных полей

Газовая динамика:
система уравнений Навье-Стокса
continuity equation
momentum equation
energy equation
constitutive equation
Where is — Joule heat, and — radiant loss

Геометрия плазменного реактора

Динамика поля скоростей

Динамика температурных полей

Индуктивно-связанная плазма

Усредненные поля скоростей

Усредненные температурные поля

Физика и техника плазмы
в Республике Татарстан
Нанодисперсные порошки
фуллерены,
углеродные нанотрубки
Дуговой плазмотрон
Фундаментальные исследования
Технологическая ИСП

Виртуальный плазмохимический реактор:
точная цифровая копия
- реплика -
реального реактора

Новая философия современных исследований:
Вычислительный эксперимент
реальный эксперимент
Инженерное моделирование
научное моделирование

Наночастицы и дыхание человека
Реальный эксперимент
$ 900 тыс.
2 года

Линии тока и движение наночастиц в процессе дыхания человека
вдох
выдох

Нанотехнологии
- совокупность методов и приемов манипулирования веществом на атомном и молекулярном уровнях
с целью производства продуктов с заданной атомной структурой

Современные технологии

Современные технологии

Современные технологии

Большинство современных технологий основаны на принципе «сверху-вниз»
- высокие энергозатраты
- низкая эффективность

Нанотехнологии
принцип «снизу - вверх»

совместно с «Химрусэнерго», Н. Челны
Создание научно-промышленного комплекса по производству высокоэффективных аккумуляторов нового поколения для транспортных систем
Комплекс включает:
- завод по производству аккумуляторов
- конструкторское бюро
- научно-исследовательскую лабораторию
- кафедру нанотехнологий с магистратурой в области химических источников тока
"НИР-ОКР-производство + подготовка кадров"

1) Выбросы автомобилей
2) Стоимость топлива
ДВС гибридный или электрический привод
Аккумулятор – «сердце» транспортного средства

Структура поверхности оксидно-никелевого электрода
обычный электрод
электрод "Химрусэнерго"
(а)
(b)

Поверхность никелевого электрода с дендритной наноструктурой

Наноструктурированная поверхность активного вещества электрода
Поверхность, упорядоченная
на наноуровне
Поверхность стандартного
оксидно-никелевого электрода
(неупорядоченная)

Конкурентные преимущества народов
американцы – предприимчивы
европейцы – дисциплинированы
китайцы – трудолюбивы
….
Россияне - ?