Международная лаборатория функциональных материалов на основе стекла РХТУ им. Д.И. Менделеева Миусская пл. 9, 125047 Москва, Россия

МЕЖДУНАРОДНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ — РХТУ им. Д.И. МЕНДЕЛЕЕВА 2011
Руководство лаборатории
Научное руководство –
Президент РХТУ им. Д.И. Менделеева, академик
П.Д. САРКИСОВ
[email protected]
Руководитель лаборатории –
профессор Миланского университета
Альберто ПАЛЕАРИ
[email protected]
Заместитель руководителя лаборатории –
д.х.н., профессор В.Н. СИГАЕВ
[email protected]

МЕЖДУНАРОДНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ — РХТУ им. Д.И. МЕНДЕЛЕЕВА 2011
Мегагрант 11.G34.31.0027 Минобрнауки
по постановлению Правительства РФ № 220
Основная цель проекта – создание лаборатории мирового уровня, состоящей преимущественно из молодых специалистов, отбираемых из числа студентов, аспирантов и молодых ученых
на конкурсной основе.
В течение первых трех лет работы лаборатория выполняет исследование на тему «Новые функциональные возможности стекол и стеклокерамики», в рамках которой будет создана уникальная и лучшая в России технологическая база для исследований и проведения инновационных разработок материалов на основе стекла, оснащенная современным наукоемким оборудованием.

МЕЖДУНАРОДНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ — РХТУ им. Д.И. МЕНДЕЛЕЕВА 2011
Основные задачи лаборатории
- разработка новых функциональных материалов на основе стекла и стеклокерамики со свойствами, превосходящими мировой уровень
- организация опытно-промышленного производства и коммерциализация разработанных стекол и материалов на их основе
- подготовка кадров высшей квалификации за счет вовлечения студентов, аспирантов и молодых специалистов в научно-производственную деятельность в перспективных областях техники в цикле «обучение-наука-производство» и создания широкой сети международных научных связей с ведущими научными центрами в области стекла

В составе лаборатории:
академик РАН
6 докторов наук из РХТУ, МГУ, Италии, Беларуси
12 кандидатов наук (из них 8 в возрасте менее 35 лет)
12 аспирантов и студентов
Консультанты лаборатории
профессор Т. Комацу (Технологический университет Нагаока, Япония)
профессор Э. Фаржан (Университет Бордо, Франция)
профессор Х. Джейн (Университет Лехая, США)
Лаборатория сотрудничает с рядом научных центров:
Университет Лиона-1, Франция (лаборатория проф. Б. Шампаньона)
Университет Дортмунда, Германия (лаборатория д-ра Р. Кюхлера)
Университет Неаполя, Италия (лаборатория проф. П. Перниче)
Институт Лауэ-Ланжевена, Гренобль, Франция (лаборатория малоуглового рассеяния нейтронов)
Немецкий электронный синхротрон DESY, Гамбург, Германия
Институт физики АН Беларуси (лаборатория д.ф.-м.н. Г. Малашкевича)
Институт биоматериалов, Эрланген-Нюрнберг, Германия (директор института, проф. А. Боккачини)
фирмы BEBIG Ltd и Karl Lingel GmbH&Co, Германия
МЕЖДУНАРОДНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ — РХТУ им. Д.И. МЕНДЕЛЕЕВА 2011

Ун-т Милана, Ун-т Лиона-1
Институт Лауэ-Ланжевена,
Европейский центр
синхротронного излучения,
Гренобль
Технологический ун-т
Нагаока (Япония)
Ун-ты Бордо и Лиона,
Ун-т Лехая (США)
Ун-т Дортмунда,
Ун-ты Неаполя,
Брешия
Модифицирование
в микро- и наномасштабе
Структурные
исследования
Ун-т Милана,
Ин-т физики, Минск,
DESY, Гамбург
Оптические стекла
со спец. свойствами
BEBIG Ltd,
Karl Lingel
GmbH & Co KG
Германия,
Ун-т Милана
Стеклянные микросферы
МЕЖДУНАРОДНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ — РХТУ им. Д.И. МЕНДЕЛЕЕВА 2011
Международные связи лаборатории
РХТУ

Нейтронография, SAXS и SANS, тестирование структуры стекол в наномасштабе, исследования нанокристаллизации стекол
Исследования структуры стекол методами широкодиапазонной колебательной спектроскопии
Кристаллизация полярных фаз в стеклах
Международное сотрудничество РХТУ в области стекла
МЕЖДУНАРОДНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ — РХТУ им. Д.И. МЕНДЕЛЕЕВА 2011

Модифицирование ближнего порядка стекол физическими методами
Локальная кристаллизация стекол лазерным излучением, создание гибридных нелинейно-оптических стеклокристаллических метаматериалов сложной архитектуры
МЕЖДУНАРОДНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ — РХТУ им. Д.И. МЕНДЕЛЕЕВА 2011

Разработка оптических и наноструктурированных стекол со специальными спектрально-люминесцентными свойствами, с высокими значениями χ(2) и χ(3)
Тепловой полинг стекол, разработка электрооптического модулятора
МЕЖДУНАРОДНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ — РХТУ им. Д.И. МЕНДЕЛЕЕВА 2011

Разработка магнитооптических стекол и изделий на их основе
Разработка наноструктурированных стекол и широкополосных волоконных усилителей и лазеров ближнего ИК диапазона
Разработка и организация производства стеклянной радиационно-стойкой ленты повышенной прочности для солнечных батарей
МЕЖДУНАРОДНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ — РХТУ им. Д.И. МЕНДЕЛЕЕВА 2011

Разработка и коммерциализация стеклянных микросфер
для ядерной медицины
Разработка высокотемпературной радиопрозрачной стеклокерамики
Разработка и организация производства припоечных стекол, стеклоцементов, стеклокомпозиций
МЕЖДУНАРОДНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ — РХТУ им. Д.И. МЕНДЕЛЕЕВА 2011

В 2011 году Международной лабораторией в соавторстве с зарубежными учеными опубликовано или направлено
в печать 13 работ в журналы с высоким или очень высоким (>3) импакт-фактором:
Nanotechnology
Journal of American Ceramic Society
Materials Chemistry and Physics
Journal of Non-Crystalline Solids
Microscopy and Microanalysis
Materials & Design
Physics and Chemistry of Glasses
Journal of Materials Science and Technology
Подано 4 заявки на получение патентов на изобретения
В составе авторов всех публикаций – студенты, аспиранты и/или молодые специалисты
МЕЖДУНАРОДНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ — РХТУ им. Д.И. МЕНДЕЛЕЕВА 2011

МЕЖДУНАРОДНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ — РХТУ им. Д.И. МЕНДЕЛЕЕВА 2011
В сентябре 2011 г. вышел из печати сборник трудов первого международного семинара лаборатории с участием ученых России, Франции, Италии, стран СНГ
(Тушинский комплекс,
27-31 марта 2011 г.)

фосфатные лазерные стекла, активированные неодимом
Тербиевые борогерманатные магнитооптические стекла с рекордно высокой постоянной Верде
Тербиевые борогерманатные стекла - визуализаторы УФ-лазерного излучения
Самариевые борогерманатные стекла (15-25 мол.% Sm2O3) – высокоэффективные светофильтры в квантронах мощных моноимпульсных неодимовых лазеров
Малоконцентрированные самариевые борогерманатные стекла – активные элементы лазеров (λ≈650 нм)
Эрбий-иттербиевые борогерманатные стекла – активные элементы лазеров (λ≈ 1,54 мкм) и полушириной полосы люминесценции ~ 80 нм
Галлий-германатные наноструктурированные стекла с полосой люминесценции при 1,3 мкм с полушириной более 300 нм
Нелинейно-оптические нано- и микроструктурированные стекла, генерирующие вторую оптическую гармонику , и оптические модуляторы на основе стекла
Локально закристаллизованные в объеме стекла под действием лазерного излучения нелинейно-оптические структуры сложной архитектуры
Пироэлектрическая текстурированная стеклокерамика
Пленка из радиационно-стойкого стекла повышенной прочности для изготовления терморегулирующих покрытий солнечных батарей для нужд Роскосмоса
Стеклянные микрошарики для радиотерапии
Припоечные стекла
МЕЖДУНАРОДНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ — РХТУ им. Д.И. МЕНДЕЛЕЕВА 2011
Функциональные стеклообразные и стеклокристаллические материалы, разрабатываемые в Международной лаборатории РХТУ

Спектроскопия КР (10-2000 cm-1)
ИК спектроскопия
(3-2000 cm-1)
ЭМ
SAXS, SANS
Экспериментальные методики
Исследуемое стекло
(на всех стадиях модифицирования структуры –изотермическая кристаллизация, градиентная кристаллизация, лазерная кристаллизация, поляризация, горячая экструзия)
Дифракция
нейтронов,
рент. лучей
ДТА, ДСК
ГВГ
Оптические свойства
Диэл. свойства
МЕЖДУНАРОДНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ — РХТУ им. Д.И. МЕНДЕЛЕЕВА 2011

Приобретенное в 2011 году
наукоемкое оборудование
МЕЖДУНАРОДНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ — РХТУ им. Д.И. МЕНДЕЛЕЕВА 2011
Синхронный термоанализатор Netzsch STA 439 F3
Лазерный анализатор элементного состава LEA-S500 производства фирмы Solar
Спектрально-люминесцентный аналитический комплекс производства фирмы Solar
Фемтосекундный лазерный комплекс ТЕТА-25 с системой диагностики излучения и позиционирования, (производитель: «Авеста-Проект»)
Спектрометр комбинационного рассеяния света с высокоразрешающим конфокальным микроскопом «Интегра-Спектра» (производитель: «НТ-МДТ»)
Комплекс для исследования оптических свойств материалов (Микроскоп Olimpus BX-51, рефрактометр Аббе оптический NAR-3T и др.) при температурах до 1500ºС

Варка и выработка
оптически однородных
стекол со специальными свойствами
Вытяжка стеклянной
ленты
Сфероидизация порошков и получение
стеклянных микросфер для ядерной
медицины
Варка
и выработка
легкоплавких
стекол
Лазерная
кристаллизация
стекла
Тепловой полинг
Градиентная
кристаллизация и
получение текстур
Получение
аморфных порошков
нестеклообразующих
составов и синтез
керамики
ОСНОВНЫЕ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ
НАПРАВЛЕНИЯ
МЕЖДУНАРОДНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ — РХТУ им. Д.И. МЕНДЕЛЕЕВА 2011

Варка и выработка высокооднородных
особо чистых стекол
МЕЖДУНАРОДНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ — РХТУ им. Д.И. МЕНДЕЛЕЕВА 2011
Индукционная печь
с Pt тиглем объемом 5 л с выработкой стекломассы через донный патрубок, Pt мешалкой и системами насыщения стекломассы тяжелой водой и барботажем кислородом.

С помощью комплекса коммерциализуется инновационная разработка нового поколения экологически чистых легкоплавких припоечных материалов на основе стекол, не содержащих свинец, с организацией их опытно-промышленного производства.
МЕЖДУНАРОДНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ — РХТУ им. Д.И. МЕНДЕЛЕЕВА 2011
Комплекс для варки и выработки легкоплавких стекол
Объем тигля до 10 л
t варки до 1350ºС

МЕЖДУНАРОДНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ — РХТУ им. Д.И. МЕНДЕЛЕЕВА 2011
Минипечь, укомплектованная стекломешальной машиной, с объемом платинового тигля ~ 300 мл и платиновой мешалкой для отработки процессов варки и выработки стекол экспериментальных составов

По заказу Роскосмоса разрабатывается технология особо прочных защитных и терморегулирующих покрытий для солнечных батарей космических аппаратов.
Установка включает в себя варочную печь, протяжное устройство и блоки управления.
Установка позволяет из стекол различных составов вытягивать пленку заданной толщины от 20 мкм
Установка для вытяжки пленки
МЕЖДУНАРОДНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ — РХТУ им. Д.И. МЕНДЕЛЕЕВА 2011

Стеклянные микросферы из YAS стекла
В мае 2011 г. в ГКБ 55 успешно проведены первые операции на пациентах с использованием стеклянных YAS микросфер
МЕЖДУНАРОДНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ — РХТУ им. Д.И. МЕНДЕЛЕЕВА 2011

Основные научные достижения лаборатории
в 2011 году
Создана линия производства сфероидизованных материалов на основе стекла, разработана технология стеклянных микросфер из иттрий-албмосиликатного стекла, проведены их радиационные, токсикологические и клинические испытания. Стеклянные микросферы служат средством доставки радиации (b-излучения изотопа 90Y) к внутренним органам человека. В мае 2011 года в ГКБ 55 начаты операции по локальной радиотерапии рака печени с использованием микросфер РХТУ.
Разработан метод формирования квазипериодических кристаллических структур в матрице стекла с помощью лазерного излучения
Разработан метод локальной нанокристаллизации стекол с целью создания нелинейно-оптических и люминесцирующих волноводов в матрице стекла
Разработано магнитооптическое стекло МОС-31 на основе системы Tb2O3-Al2O3-B2O3-SiO2-GeO2 с рекордно высокой постоянной Верде (около 0,4 угл.мин/кЭ·см на длине волны 632,8 нм)
Разработаны наноструктурированные стекла в системе Me2O-Ga2O3-SiO2-GeO2-NiO для широкополосных волоконных усилителей и перестраиваемых лазеров в ближней ИК области.
МЕЖДУНАРОДНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ — РХТУ им. Д.И. МЕНДЕЛЕЕВА 2011

Оптические микрофотографии поверхности лантаноборогерманатного стекла с добавками оксида хрома после воздействия излучения лазера на парах меди:
Разработан метод формирования квазипериодических кристаллических структур в матрице стекла с помощью лазерного излучения
МЕЖДУНАРОДНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ — РХТУ им. Д.И. МЕНДЕЛЕЕВА 2011
Разработано магнитооптическое стекло МОС-31 на основе системы
Tb2O3-Al2O3-B2O3-SiO2-GeO2 с рекордно высокой постоянной Верде (около 0,4 угл.мин/кЭ·см на длине волны 632,8 нм)

Разработка Международной лаборатории функциональных материалов на основе стекла РХТУ им. Д.И. Менделеева
«Стеклянные микросферы
для ядерной медицины»
(проект 11.G34.31.0027 Минобрнауки)
признана лучшим инновационным проектом III Международного форума по интеллектуальной собственности EXPOPRIORITY 2011
(Москва, ЭКСПОЦЕНТР, 07 декабря 2011 г.)
и удостоена
Гран-при
http://www.expo-priority.ru/ru/photo/expopriority2011/photo1/index.php?page=2
МЕЖДУНАРОДНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ — РХТУ им. Д.И. МЕНДЕЛЕЕВА 2011

МЕЖДУНАРОДНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ — РХТУ им. Д.И. МЕНДЕЛЕЕВА 2011