Материалы

Высокоэффективное и низкозатратное получение фракций одностенных углеродных нанотрубок с заданными геометрическими параметрами и без потери массы исходного материала реализовано на практике белорусскими физиками (патент РБ на изобретение № 17244, МПК (2006.01): B82B3/00, C01B31/02, B82Y20/00; авторы изобретения: В.Лабунов, Б.Шулицкий, В.Филиппов, А.Агашков, С.Тихомиров; заявитель и патентообладатель: Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники). Изобретение может быть использовано при создании широкого ряда функциональных приборов и устройств микро-, опто- и наноэлектроники.

В предложенном способе на предварительно приготовленную суспензию одностенных углеродных нанотрубок (ОУНТ) в жидкофазной среде воздействуют импульсами лазерного излучения. Такое воздействие приводит к локальному разрыву дефектных участков ОУНТ и к образованию фракции коротких резаных ОУНТ, которую в дальнейшем собирают с поверхности жидкофазной суспензии. При этом можно получать ОУНТ с металлическими или полупроводниковыми свойствами, воздействуя на суспензию лазерным излучением с длинами волн 600-750 нм или 850-1100 нм, соответственно.

Технология резки углеродных нанотрубок разработана в Белорусском государственном университете информатики и радиоэлектроники (патент РБ на изобретение № 17242, МПК (2006.01): B82B3/00, C01B31/02, B82Y30/00; авторы изобретения: Б.Шулицкий, Л.Табулина, Т.Русальская, Ю.Шаман, Н.Дежкунов; заявитель и патентообладатель: отмеченное выше учреждение образования). Изобретение может быть использовано в медицине, биохимии, энергетике и наноэлектронике при создании миниатюрных устройств различного назначения.

Предложенная технология включает химическое активирование графеновой структуры углеродных нанотрубок (УНТ) и последующую их резку высокотемпературным пиролитическим методом по активированным местам. Отличие нового способа резки от способа-прототипа состоит в том, что химическое активирование осуществляют первоначально в 30 %-ном растворе перекиси водорода, а затем в концентрированной азотной кислоте при подобранных температурно-временных режимах. Последующую же резку УНТ осуществляют их пиролитической обработкой в инертной атмосфере при 800-1000 °С, а затем — ультразвуковой обработкой в этиленгликоле.

Заявленный способ резки УНТ позволяет без больших энергетических затрат и значительного развития процессов аморфизации УНТ, в экологически приемлемых и легко осуществимых условиях эффективно проводить их резку. Достигаемая при этом средняя длина УНТ после проведения одного цикла резки — 0,2-0,5 мкм; количество аморфной фазы в финишном материале — 7 %; после проведения двух циклов резки средняя длина УНТ равна 0,05-0,10 мкм, а количество аморфной фазы — 30-40 %.

Подчеркивается, что для проведения процессов активирования УНТ используются недорогие вещества, простые по исполнению и использованию установки. Применяемое окислительное активирование не сопряжено с необходимостью применения жестких мер по обеспечению противопожарных условий безопасности.

Плодотворное сотрудничество белорусских и российских ученых вылилось в изобретение ими нового легированного люминесцирующего стекла (патент Республики Беларусь на изобретение № 17218, МПК (2006.01): C03C3/06, C03C3/076, C03C3/095, C03C4/12; авторы изобретения: Г.Малашкевич, В.Ковгар и И.Ходасевич из Института физики имени Б.И. Степанова НАН Беларуси и Е.Пестряков из Института лазерной физики Сибирского отделения РАН; заявители и патентообладатели: отмеченные выше научные учреждения).

Задачей, на решение которой были направлены усилия авторов, являлось создание стекла с высокой эффективностью антистоксовой люминесценции (при возбуждении ее в спектральной области 0,89-0,99 мкм) и большим сечением усиления в основной ее полосе. Это позволяет использовать данное стекло, например, в качестве антистоксовых визуализаторов инфракрасного излучения и активных лазерных элементов.

Люминесцирующее стекло получено прямым золь-гель способом, включающим следующие этапы: 1) гидролиз тетраэтилортосиликата в водно-спиртовой среде в присутствии соляной кислоты до получения золя; 2) ультразвуковое диспергирование в золе аэросила, который используется как наполнитель для уменьшения растрескивания ксерогелей; 3) очистку полученного золь-коллоида от примесей и грита центробежной сепарацией; 4) нейтрализацию среды водным раствором аммиака; 5) литье жидкого шликера в форму; 6) гелеобразование; 7) сушку полученного геля; 8) его термообработку в определенном режиме; 9) пропитку геля раствором лигандов — окисей иттербия, эрбия и рубидия, взятых в требуемых пропорциях; 10) повторную сушку; 11) вторичную термообработку; 12) спекание ксерогеля до состояния прозрачного стекла.

Создали  точные  способы  количественного  определения концентрации винилацетата на спецодежде (патент РБ на изобретение № 14115, МПК (2006.01): G01N30/00) и на кожных покровах (патент РБ № 14119, МПК (2006.01): G01N30/00) у людей, работающих в лакокрасочной промышленности, белорусские специалисты К.Столярова, Т.Калинина, Г.Харникова и В.Филонов (заявитель и патентообладатель: Государственное учреждение «Республиканский научно-практический центр гигиены»).

Поясняется, что лакокрасочные материалы (ЛКМ) занимают большой удельный вес в современном химическом производстве и, учитывая их применение практически во всех отраслях промышленности, на транспорте, в коммунальном хозяйстве, привлекают к себе пристальное внимание токсикологов, гигиенистов и экологов.

Значительную долю ЛКМ составляют водно-дисперсионные лакокрасочные материалы. В их состав входят нескольких типов связующих, в том числе — поливинилацетат. Массовость применения поливинилацетатных красок обусловлена простотой их производства, дешевизной, а также пригодностью этих красок как для внутренних, так и для наружных отделочных работ.

При нанесении поливинилацетатных красок на обрабатываемые поверхности и при последующей их сушке происходит миграция вредных компонентов этих красок (в частности винилацетата) в воздух и далее — на спецодежду и кожу рабочих, которые буквально «пропахивают» этим веществом.

Высокоточный контроль содержания винилацетата на коже рук и спецодежде позволяют осуществить предложенные авторами способы. Нижний предел обнаружения винилацетата составляет 0,0004 (мг/кв.см); погрешность определения не превышает 5 %.

Новый магнитный материал на основе марганца и сурьмы создан специалистами Государственного научно-производственного объединения «Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по материаловедению» (патент Республики Беларусь на изобретение №16320, МПК (2006.01): H01F1/01, C01G45/00, C30B29/10; заявитель и патентообладатель: отмеченное выше Государственное научно-производственное объединение). Разработка белорусских ученых может быть использована в качестве материала для изготовления деталей различных магнитоэлектрических и магнитомеханических устройств, например, магнитных температурных датчиков.

Задача, на решение которой были направлены усилия авторов, состояла в повышении температуры магнитного фазового перехода материала на основе антимонида марганца (материала, содержащего марганец и сурьму) «со структурой типа B8» для обеспечения возможности его более широкого практического применения. Для получения материала используется частотный преобразователь современного типа. Отличие нового материала от материала-прототипа данного изобретения состоит в том, что часть сурьмы замещена кремнием. Химический состав нового материала: (Mn_1,1 Si_0,1 Sb_0,9).

Антикоррозионная грунтовка разработана в Институте общей и неорганической химии Национальной академии наук Беларуси (патент Республики Беларусь на изобретение №16196, МПК (2006.01): C09D5/08, C09D163/02; заявитель и патентообладатель: отмеченное выше Государственное научное учреждение). Изобретение относится к антикоррозионным водно-дисперсионным композициям, предназначенным для защиты конструкционных сплавов металлов — там, где требуется повышенная стойкость к действию агрессивных сред.

Предложенная водно-дисперсионная антикоррозионная грунтовка включает в свой состав эпоксидно-диановую смолу ЭД-20, аминный отвердитель (70 %-ная водная эмульсия аддукта полиамина), антикоррозионные пигменты (железосодержащий пигмент, метаборат бария, оксиаминофосфаты магния и кальция), поверхностно-активное вещество (полиэфирсилоксановая эмульсия), наполнитель (микротальк) и воду в определенном процентном соотношении указанных ингредиентов.

Поясняется, что введение антикоррозионных пигментов в сочетании со всеми остальными компонентами антикоррозионной грунтовки обеспечивает полную «сшивку» грунтовочных покрытий, сформированных на поверхности конструкционных сплавов металлов, и эффективную их защиту от коррозии в агрессивных средах. К примеру во многих отелях данная грунтовка не исопльзуется при строительстве.

При получении антикоррозионной грунтовки авторами использованы следующие компоненты: микротальк марки «КТ-1» (Чехия); железосодержащий пигмент марки «ЖК»; метаборат бария марки «MFP» (Германия); полиаминоаддуктовый отвердитель «Epilink 701» (Нидерланды); оксиаминофосфат магния и кальция (Израиль); водную эпоксидную эмульсию;  полиэфирсилоксановую эмульсию «Foamex 815N» (Германия).

Состав для получения «ингибированного модификатора ржавчины», позволяющего обеспечить малозатратную технологию подготовки к покраске металлических поверхностей без изначального удаления ржавчины, изобрели в Белорусском государственном аграрном техническом университете (патент Республики Беларусь на изобретение №16127, МПК (2006.01): C23F11/173, C23F11/18; заявитель и патентообладатель: отмеченное выше Государственное учреждение).

В предложенный состав входят ортофосфорная кислота, оксид цинка, метасиликат и гексаметафосфат натрия, гипофосфит кальция, танин, желтая и красная кровяная соль, поливинилацетатная дисперсия и вода дистиллированная в определенном процентном соотношении.

Автор поясняет, что производственные испытания заявленного «ингибированного модификатора ржавчины» он проводил на поврежденных коррозией стальных конструкциях, толщина слоя продуктов коррозии на которых достигала 100 мкм. Количество нанесенных слоев модификатора ржавчины было равно двум. Далее по истечении 24 часов кистью наносился слой краски-грунтовки толщиной до 40 мкм. После трехлетней эксплуатации обработанных таким способом стальных конструкции в естественных условиях разрушений грунтовочного покрытия замечено не было.

Подчеркивается, что полученный результат по эффективности более чем в два раза превосходит результат применения модификатора-прототипа.

Недорогой высокодисперсный люминофор для источников света создан совместными усилиями специалистов из Института физики имени Б.И.Степанова Национальной академии наук Беларуси и Научно-исследовательского института физико-химических проблем Белорусского государственного университета (патент Республики Беларусь на изобретение № 16315, МПК (2006.01): C09K11/80, H05B33/14; заявители и патентообладатели: отмеченные выше Учреждения).

Изобретение относится к фотолюминофорам, служащим для преобразования излучения «синих светодиодов» в желто-красный свет с целью получения результирующего белого света.

Предложенный люминофор для световых источников содержит алюминий, иттрий, церий, лантан и кислород при определенном соотношении этих ингредиентов.

Отмечается, что новый люминофор на 10 % превосходит люминофор-прототип по максимальному значению «эффективной полуширины полосы люминесценции», максимум которой находится при длине волны 590 нм. Размер зерна люминофора и условия его синтеза идентичны с таковыми для прототипа изобретения. Однако, благодаря замещению дорогостоящего оксида лютеция на более дешевые ингредиенты, стоимость нового светодиода значительно ниже.

Подчеркивается, что достигнутые преимущества предложенного люминофора для световых источников значительно повышают его конкурентоспособность.

Поликристаллический сверхтвердый материал (повышенного качества, с улучшенными физико-механическими характеристиками) можно изготовить способом, разработанным коллективом белорусских ученых (патент Республики Беларусь на изобретение № 16118, МПК (2006.01): C30B29/04, B01J3/06; авторы изобретения: П.Витязь, В.Сенють, В.Жорник, Л.Маркова; заявитель и патентообладатель: Государственное научное учреждение «Объединенный институт машиностроения Национальной академии наук Беларуси»). Изобретение позволяет снизить затраты на изготовление материалов с подобными функциональными свойствами.

Предложенный способ получения поликристаллического сверхтвердого материала состоит в следующем: 1) проводят отжиг порошка наноалмазов, очищенных от примесей и «неалмазных форм углерода», в вакууме при определенной температуре в течение 0,5-1,0 часа, 2) повторно отжигают этот порошок, но уже в «восстановительной атмосфере» в течение 0,5-2,0 часов, 3) спекают отожженный порошок при величине давления до 6 ГПа и температуре 1500-1900 град. Цельсия в течение времени не более одной минуты. При этом отжиг порошка наноалмазов в восстановительной атмосфере осуществляют в специальной герметичной емкости, в которой «восстановительную атмосферу» создают путем термического разложения хлористого аммония (нашатыря), взятого в определенной пропорции к массе порошка наноалмазов, с образованием аммиака, хлористого водорода и соединений на их основе.

Авторы отмечают основные преимущества применения заявленного ими способа: 1) полученный поликристаллический сверхтвердый материал обладает повышенными плотностью и прочностью, 2) отсутствие в нем дополнительного «связующего» снижает вероятность повреждений обрабатываемых изделий при их полировке, 3) спекание порошка наноалмазов можно проводить в аппаратах большого объема, что может способствовать повышению производительности процесса изготовления сверхтвердого материала, 4) применяемая технология позволяет снизить затраты на его производство, 5) получаемый поликристаллический сверхтвердый материал при «абразивной» или «лезвийной» обработке им хрупких изделий (неметаллических или из сплавов цветных металлов) позволяет достичь высокой степени чисты их поверхности с малой глубиной нарушенного приповерхностного слоя.