Аспирант ИРНИТУ Сергей Небогин стажировался в Национальном исследовательском ядерном университете «МИФИ»

12 ноября 2015 года//Наука

Аспирант первого курса Физико-технического института ИРНИТУ Сергей Небогин прошел стажировку в Национальном исследовательском ядерном университете «МИФИ» и в Институте общей физики РАН. В течение двух недель молодой ученый исследовал определение концентрации углеродных нанотрубок в пробах газоочистки кремниевого производства.


По информации С. Небогина, сотрудники Физико-технического института ИРНИТУ решают актуальную задачу, связанную с исследованием содержания углеродных нанотрубок в пылегазоочистке кремниевого производства. Ранее сообщалось, что ученые ФТИ обнаружили большое количество наноструктур на основе углерода и диоксида кремния в пылевой части отходов  металлургических производств и предлагают их использовать для улучшения свойств строительных и конструкционных материалов. Это перспективное научно-исследовательское направление, так как на территории в Иркутской области накоплено очень много отходов кремниевого производства.

«Получать углеродные нанотрубки из отходов дешевле, чем производить их целеноправленно в лабораториях в небольших объемах. Нам нужно научиться их правильно обогащать. Современное оборудование лаборатории отдела лазерной физики ФТИ позволяет производить обогащение нанотрубок, однако мы не можем определить их концентрацию на разных этапах обогащения. Сегодня мы рассматриваем нанотрубки с помощью электронного сканирующего и просвечивающего микроскопа. Однако данные исследования дают нам представление о конкретном, маленьком участке образца, на котором сфокусирован электронный пучок. По получаемым снимкам сложно оценить их количество в шламе кремниевого производства или обогащенных образцах.

Я проводил исследования углеродных материалов в Институте общей физики им. А. М. Прохорова РАН, в лаборатории Рамановской спектроскопии. Метод Рамановской спектроскопии заключается в неупругом рассеянии оптического излучения на молекулах вещества (твёрдого, жидкого или газообразного), сопровождающегося заметным изменением частоты начального излучения.

В ходе исследования у всех образцов был обнаружен спектр, схожий со спектром комбинационного рассеяния МУН, однако с помощью методов изучения излучения комбинационного рассеяния не удалось определить точную концентрацию МУН в пробах. Данный подобный спектр могут давать и углеродные волокна, и мелкокристаллический углерод, поэтому требуются дальнейшие эксперименты.

Исследования планируются методами термогравиметрии (термический анализ, основанный на измерении массы вещества в зависимости от температуры). Углеродные объекты имеют разную температуру отжига, поэтому постепенно нагревая пробу до определенного уровня температуры, мы будем видеть изменение массы объекта связанную с окислением углерода определенной структуры. Например, аморфный углерод будет улетучиваться при температуре 550 градусов, а углеродные нанотрубки – при  650 градусах. Если поместить пробу на высокоточные весы и подогревать, то это позволит увидеть, в какой момент вес пробы изменится. По этим данным можно определять изменение концентрации нанотрубок», - пояснил С. Небогин.

Он подчеркнул, что изучал возможности оборудования МИФИ с целью создания на базе Технопарка ИРНИТУ собственной экспериментальной установки для анализа методами Рамановской спектроскопии. В лабораториях Физико-технического института есть основные блоки для комплектации этой установки.

Аспирант отметил, что данная научно-исследовательская  задача перекликается с темой его диссертационной работы (научный руководитель – директор ФТИ Николай Иванов). Метод Рамановской спектроскопии он будет использовать в работе с металлическими частицами и их влиянием на интенсивность люминесценции органических красителей и иных излучающих квантовых систем. 

Подразделения МИФИ и Института общей физики РАН, где стажировался С. Небогин, выразили готовность работать с аспирантами ИРНИТУ. Также они планируют направлять в иркутский «политех» своих молодых ученых.

 




Вернуться