Перспективы создания газоразделительных мембран на основе графена будет исследовать в Словакии сотрудник ФТИ ИрГТУ Игорь Петрушенко

21 января 2015 года//Международная деятельность

Ведущий научный сотрудник отдела лазерной физики и нанотехнологий Физико-технического института ИрГТУ, кандидат химических наук Игорь Петрушенко во второй раз выиграл стипендиальную программу правительства Словакии. Победа в конкурсном отборе дает  право  пройти стажировку в одном из  научных учреждений этой страны. И. Петрушенко выбрал для проведения своих исследований Институт неорганической химии Словацкой академии наук (Братислава).


Стажировка молодого ученого состоится в апреле. И. Петрушенко, как и в 2014 году, запланировал теоретические исследования. Однако если ранее сфера его научных интересов касалась  свойств углеродных наноструктур при ионизации, то в этом году направление исследований направлено на создание новых эффективных газоразделительных мембран на основе графена. И. Петрушенко совместно с коллегами из Словакии и Великобритании будет работать в одной из сильнейших мировых научных групп в области  развития  методов квантовой химии. Руководителем группы  выступает наш соотечественник, известный профессор Владимир Малкин, который более 20 лет живет за рубежом и является одним из признанных мировых экспертов в области квантовохимических расчетов методом теории функционала плотности.


И. Петрушенко подчеркивает, что в группе профессора В. Малкина всегда царит атмосфера творчества, научного поиска, которая помогает продвигать научные исследования: «Создание новых эффективных газоразделительных мембран на основе графена очень актуально в современной ситуации, когда мировое сообщество активно ведет  поиски альтернативных источников энергии.  Многие эксперты уверены, что будущее за водородом, содержание которого  во вселенной очень велико. Продуктом сгорания  водорода в кислороде является вода, а теплота его сгорания является очень высокой. Все это делает его потенциально эффективным источником энергии. Однако вне зависимости от метода получения водорода, параллельно происходит образование побочных продуктов. Следовательно, необходимо отделять водород от нежелательных примесей экологичными и экономически эффективными способами. Поэтому сепарация водорода от других газов – это на сегодня очень перспективное  направление исследований.

Графен, который впервые получили наши соотечественники в 2004 году, не что иное, как слой графита толщиной в один атом. Графен обладает уникальными механическими, физическими и химическими свойствами, что делает его перспективным материалом для различных нано- и микроэлектромеханических систем. Поэтому сразу же напрашивается использование графена в разделительных мембранах. Прототипы графеновых мембран существуют, но надо отметить, что через чистый идеальный графен не проходит ни один газ, и для создания мембраны в графене необходимо проделать небольшие отверстия или поры, например, с помощью электронного микроскопа. Кроме того, не до конца остается выясненным вопрос о влиянии размера данных отверстий на качество сепарации. Необходимо выяснить,  что произойдет, если эти поры будут функционализированы  другими атомами, отличными от атомов углерода. В Институте неорганической химии Словацкой академии наук я буду  изучать, как может  повлиять  введение гетероатомов в поры на газоразделительные свойства графеновых мембран».


Напомним также,  что актуальные исследования сотрудника ФТИ ИрГТУ И. Петрушенко в области свойств углеродных наноструктур поддержал Российский Фонд фундаментальных исследований (РФФИ). Фонд оказал  поддержку перспективному проекту «Структурные и механические свойства ионизированных углеродных нанотрубок и графена» в размере 800 тыс. рублей на 2014-2015 годы. Углеродные нанотрубки и графен широко используются в различных областях наук – физике, химии и т. д. Одно из наиболее интересных свойств этих структур – исключительные механические свойства. Например, прочность нанотрубок превышает прочность стали в 10 раз. В связи с этим, ученые считают перспективным использование углеродных нанокластеров для упрочения композиционных материалов. И. Петрушенко планирует построить эффективную модель композиционного материала с углеродным нанокластером и проверить его характеристики при воздействии ионизирующего излучения. На средства гранта РФФИ будет также приобретено специализированное программное обеспечение.




Вернуться