ИСТИНА

Настоящий проект направлен на решение фундаментальной проблемы исследования структуры sp2 углеродных материалов и металл-содержащих катализаторов на их основе, полученных в результате лазерно-индуцированного газофазного синтеза. В рамках поставленной задачи планируется разработка удобного недеструктивного комплексного метода структурного экспресс-анализа получаемых материалов с привлечением лазерной микроскопии комбинационного рассеяния, масс спектрометрии, рентгенофакзового анализа и электронной микроскопии. Имеющаяся у авторов проекта современная уникальная экспериментальная база позволят получать необходимую информацию, применяя все перечисленные выше физические методы к одному и тому же образцу, что позволит исключить неоднозначность при сопоставлении и интерпретации результатов. На основании полученных результатов предполагается создание базы данных по спектрам КР и рентгеноструктурным данным для изученных материалов

Настоящий проект направлен на решение фундаментальной проблемы исследования структуры sp2 углеродных материалов и металл-содержащих катализаторов на их основе, полученных в результате лазерно-индуцированного газофазного синтеза. В рамках поставленной задачи планируется разработка удобного недеструктивного комплексного метода структурного экспресс-анализа получаемых материалов с привлечением лазерной микроскопии комбинационного рассеяния, масс спектрометрии, рентгенофакзового анализа и электронной микроскопии. Имеющаяся у авторов проекта современная уникальная экспериментальная база позволят получать необходимую информацию, применяя все перечисленные выше физические методы к одному и тому же образцу, что позволит исключить неоднозначность при сопоставлении и интерпретации результатов. На основании полученных результатов предполагается создание базы данных по спектрам КР и рентгеноструктурным данным для изученных материалов

1. Будет изучено строение и измерены спектроскопические характеристки ряда УМ различного генезиса, что позволит впервые составить базу данных, которая даст возможность анализа получаемых УМ. 2. Будет создана методика получения УМ а также металл-содержащих катализаторов на их основе с использованием лазерно-индуцированного газофазного синтеза.

Научно-технический центр (НТЦ) по спектроскопии КР РАН, Центр рентгенодифракционных исследований ОХНМ РАН и отдел структурных исследований ИОХ РАН имеют огромный опыт исследования самых разнообразных объектов. За долгие годы работы разботаны уникальные методики и подходы к изучению структуры веществ, природы химической связи, оценки энергии межмолекулярных взаимодействий. В НТЦ КР РАН широко используется метод лазерной микро-спектроскопии КР и лазерного КР- микрокартографирования. Последние годы активно развиваются исследования, направленные на разработку комбинированного подхода, заявленного в данном проекте. Яркой иллюстрацией плодотворности предложенного подхода являются результаты изучения ряда углеродных материалов различного генезиса методами КР и РСА (см. [1] в п. 4.7.1). В последнее время начата активная работа по сопоставлению результатов исследованиям УМ методами КР и электронной микроскопии, когда измерения проводятся на одном и том же образце УМ, в частности, на одностенных нанотрубках [2]. Газофазному синтезу УМ посвящены публикации [7,8]. Преимущества внедряемого комплементарного подхода хорошо видны на примере исследования циркулена С16S8, описанного как нерастворимое красное вещество. Применение лазерного КР-микрокартографирования позволило обнаружить, что вещество существует в двух кристаллических модификациях – красной и белой. Совместное использование прецизионных КР, РСА и УФ методов позволило сделать вывод, что зафиксированные модификации заметно различаются степенью упорядочения, и красная окраска кристаллической модификаций обусловлена лишь прочными межмолекулярными взаимодействями. На основании совокупности полученных данных было высказано предположение о растворимости белой модификации, которое подтвердилось экспериментально, что открывает широкие возможности изучения химии и полезных свойств этого уникального вещества (см. [5] в п.4.7.2).

Проведено систематическое изучение различных модификаций углерода (алмазы, графиты, стеклоуглерод, волокна, шунгит, нанотрубки, фуллерены и др.) методом лазерной микроскопии КР. На основании собственных и литературных данных установлено, что каждой из них присущ собственный, уникальный спектр КР. Хотя в нем наблюдается мало элементов (линии G, D и линии второго порядка), было показано, что каждая из них характеризуется своими определенными параметрами – частотой, интенсивностью, полушириной, контуром. Накопленный огромный опыт позволяет однозначно идентифицировать данную модификацию углерода по ее спектру КР, что дает возможность устанавливать состав и пространственное строение различных промышленно важных sp2 углеродных материалов и композитов на их основе. По мере необходимости для последней цели привлекался элементный анализ и другие недеструктивные физические методы: рентгенофазовый анализ, малоугловое рентгеновское рассеяние, электронная микроскопия. Далее перечислены результаты, полученные на основе разработанного метода анализа. Впервые обнаружен (методом КР) углерод в виде алмаза и sp2-модификации (типа стеклоуглерода) в метеорите «Челябинск». Определены состав и строение различных образцов Карельских шунгитов. В результате исследования серии образцов промышленного стеклоуглерода установлена корреляция между полушириной линии D в спектре КР и температурой термообработки, что позволило оценить температуру образования sp2-углерода в шунгитах и в метеорите. Показано, что в результате карбонизации ПАН волокна образуется турбостратный графит. Обнаружены характерные признаки в спектрах КР, по которым можно судить о присоединении заместителей к поверхности одностенных углеродных нанотрубок. Установлено строение продуктов реакции обмена атомов щелочных и щелочноземельных металлов в фуллеридах типа МnC60 – веществах перспективных с точки зрения низкотемпературной сверхпроводимости - на ионы аммония на основании поведения пинч-моды фуллерена в спектрах КР. Методом КР показано, что наблюдаемая в ходе некоторых каталитических реакций дезактивация катализатора обусловлена появлением на поверхности последнего пленки sp2-углерода. Однако, в других случаях подобного типа пленка улучшает качество нанокомпозитного изделия, как это было показано методами КР, РД и ПЭМ на примере анодных материалов на основе Li4Ti5O12 а также легированных хромом покрытий из углерода, полученных с использованием технологии реактивного магнетронного распыления хрома при различных содержаниях азота и ацетилена в активной атмосфере и обладающих улучшенными трибологическими и механическими характеристиками.