История

Научно-исследовательский Отдел структурной макрокинетики Томского научного центра Сибирского отделения Российской академии наук (НИОСМ ТНЦ СО РАН) изначально представлял собой лабораторию самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС), созданную по инициативе А.Г. Мержанова и А.Д. Колмакова в 1978 г в НИИ прикладной математики и механики при Томском государственном университете. Впоследствии на базе лаборатории был образован Отдел технологического горения. С целью развития работ по СВС в регионах Западной Сибири и Дальнего Востока на базе Отдела технологического горения в Томске в 1988 году постановлением Президиума АН СССР был организован Томский филиал Института структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН (ТФ ИСМАН). В 2000 году Томский филиал ИСМАН вошел в состав Томского научного центра СО РАН и реорганизован в Отдел структурной макрокинетики ТНЦ СО РАН. Научно-методическое руководство отделом осуществляется Объединенным ученым советом по химическим наукам СО РАН.

Основные научные достижения

● Создано новое направление в теории горения конденсированных систем с твердофазными продуктами реакции «Математическое моделирование формирования структуры продуктов в СВС реакциях». Результаты теоретических исследований используются для прогнозирования структуры синтезируемого продукта и для оптимизации параметров технологического горения.

● Методом механохимической активации синтезированы нанопорошки (7-14 нм) оксидных гексагональных ферримагнетиков и показана возможность их использования в медицинских приложениях для точечной доставки лекарств в те или иные области организма. Результаты исследований опубликованы в престижном научном журнале Nature Nanotechnology.

● Методом механохимического синтеза получены наноразмерные порошки оксидных ферритов с W-структурой методом механохимического синтеза, изучены их фундаментальные магнитные свойства, синтезированы ά- и β-нитриды кремния из промышленных ферросплавов. ● Развито новое направление в химии экстремальных состояний–вынужденные твердофазные химические превращения в пористых реакционноспособных смесях в условиях ударно-волнового и взрывного нагружения (численное моделирование).

● Совместно с кафедрой технологии силикатов Национального исследовательского Томского политехнического университета разработан способ синтеза шпинельных пигментов. Разработанные режимы получения пигментов будут использоваться при производстве надглазурных, подглазурных красок.

● В рамках исследований механизма тепло-массопереноса в процессах горения гетерогенных систем ( Ti –B, MoO3- Al, Ni – Al и др.) обнаружен комплекс неравновесных эмиссионных явлений: эмиссия «горячей» газовой плазмы с электронной температурой, многократно превышающей адиабатическую температуру горения; излучение в мягком рентгеновском диапазоне; упорядоченные акустические автоколебания конденсированных фаз, в частотном интервале 103 – 107 Гц.

●Разработана энергоэффективная технология синтеза пористых излучателей инфракрасных горелок, позволяющих повысить генерацию инфракрасного излучения в два раза. Использование данных горелок позволит спроектировать более компактное теплоэнергетическое оборудование, позволяющее получать максимальный КПД при минимальной эмиссии отравляющих веществ в атмосферу. Технология синтеза передана для промышленной реализации в инновационное предприятие ООО «Синтез-СВ», резидент ИЦ "Сколково".

●Созданы эффективные катализаторы на основе пористых СВС-материалов, позволяющие энергоэффективно перерабатывать природный газ в синтез-газ, являющийся важным сырьем в химических производствах, например при производстве жидких углеводородов (GTL процесс). Разработан действующий макет автотермического реактора конверсии метана в волне фильтрационного горения производительностью до 50 м3/час.

● Проведены совместные с СХК исследования по захоронению радиоактивных отходов методом СВС, по синтезу интерметаллидов – аккумуляторов водорода. Отдел выполняет исследования, финансируемые РНФ, РФФИ, Президиумом РАН, Отделением химии и наук о материалах РАН, Сибирским отделением РАН, хозяйственные договоры.