Нанотехнологии

Повысили чувствительность сенсоров на основе полупроводниковых материалов In2O3-SnO2 к обнаружению различных газов (без использования солей благородных металлов) путем целенаправленного формирования наноструктуры композита с требуемыми адсорбционно-химическими и электрофизическими свойствами ученые из Научно-исследовательского института физико-химических проблем (патент Республики Беларусь на изобретение № 18276, МПК (2006.01): C 04B 35/624, G 01N 27/12, B 82Y 30/00; авторы изобретения: М.Ивановская, Е.Оводок, Д.Котиков; заявитель и патентообладатель: вышеотмеченное Учреждение БГУ).

Изобретение относится к области синтеза наноматериалов с требуемой структурой, определяющей их функциональные характеристики в качестве газочувствительных материалов резистивных полупроводниковых сенсоров, и может быть использовано для изготовления сенсоров для обнаружения газов различной химической природы в воздухе.

Приведенные авторами экспериментальные данные свидетельствуют о более высокой пороговой чувствительности и больших выходных сигналов сенсоров на основе нанокомпозитов In2O3-SnO2, полученных по заявленному способу, по сравнению с известными составами на основе In2O3-SnO2 и SnO2-Pd. Достигнут положительной эффект увеличения чувствительности без применения благородных металлов, что снижает стоимость сенсоров и обеспечивает более длительную их эксплуатацию без потери газочувствительных характеристик.

Новое  слово  в  биотехнологии, касающееся способа микробиологического синтеза внеклеточных каталаз, которые применяются в процессах детоксикации остаточных количеств перекиси водорода , используемой в технологиях легкой, химической, пищевой промышленности и в медицине, сказано белорусскими учеными, создавшими оригинальный «Способ получения каталазы». (патент Республики Беларусь на изобретение № 16456, МПК (2006.01): C12N9/08, C12N1/14, С12R1/80; авторы изобретения: Р.Михайлова, И.Мороз, Ж.Павловская, академик НАН Беларуси А.Лобанок; заявитель и патентообладатель: Государственное научное учреждение «Институт микробиологии Национальной академии наук Беларуси»). Дата публикации патента: 2012.10.30.

Поясняется, что каталаза является компонентом комплексной ферментной системы защиты клеток про- и эукариотических организмов от токсичных соединений кислорода и широко распространена в природе. Фермент обнаруживается в клетках практически всех аэробных организмов. Каталазы мицелиальных грибов наиболее эффективно катализируют реакцию разложения пероксида водорода, так как обладают наименьшей энергией активации и отличаются высокой устойчивостью к неблагоприятным физико-химическим факторам.

Предложенный способ получения каталазы включает: 1) выращивание посевного материала гриба Penicillium piceum (БИМ F-371 Д), 2) внесение его в питательную среду, 3) последующее глубинное его культивирование при специально подобранных временных и температурных режимах и оптимальных условиях аэрации, 4) отделение содержащей каталазу культуральной жидкости от биомассы гриба. При этом посевной материал вносят в специально созданную авторами питательную среду.

Разработанный способ микробиологического синтеза внеклеточной каталазы грибного происхождения позволяет получить целевой продукт с высокой активностью, упростить и удешевить весь процесс его получения.

Растворы углеродных нанотрубок (УНТ) сегодня крайне необходимы для их использования в электронной промышленности (получение пленок УНТ), в медицине (приготовление нейтральных носителей лекарственных препаратов), в строительстве (приготовление гомогенных смесей различных материалов с УНТ, например — высокопрочных бетонов). В нашей стране создан выгодно отличающийся от аналогов упрощенный способ получения таких растворов (патент Республики Беларусь на изобретение №15454; заявители и патентообладатели: Государственное научно-производственное объединение «Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по материаловедению», Белорусский национальный технический университет).

Сущность предложенного способа, как поясняют авторы, состоит в следующем. УНТ, не подвергавшиеся предварительной очистке, смешивают с деионизированной водой и пропускают через полученную смесь импульсный стримерный разряд (с определенной амплитудой,  частотой следования импульсов и их длительностью) в течение 30±10 минут. При этом на остроконечный электрод подается положительный, а на плоский электрод — отрицательный потенциалы. На этой стадии происходит очистка УНТ от примесей. Затем раствор фильтруют, полученный осадок смывают с фильтра, смешивают его с деионизированной водой и снова пропускают через полученную механическую смесь стримерный разряд с теми же физическими параметрами.  На этой стадии происходит растворение очищенных УНТ деионизированной воде благодаря присоединению к стенкам УНТ гидрофильных ОН-групп.

Преимуществом заявленного способа является исключение многостадийной операции химической очистки, и, как следствие, сокращение трудозатрат на получение чистого водного раствора УНТ. Новый способ получения водного раствора УНТ позволяет готовить гомогенные смеси, а также получать равномерные покрытия для разнообразного применения.

Создан микроскопический насос для перекачки жидкостей в механизмах, сравнимых по размерам с молекулами некоторых веществ. Это позво­лит значительно расширить возможности нанотехнических устройств — в частности, систем охлаждения крошечных механизмов.

Нанотехнологии появились не вчера. Еще в середине 50-х гг. прошлого века ученые и тех­нологи НИИЭИ под руководством проф. А.С. Фиалкова создали и внедрили в массовое про­изводство щетки для высотных авиационных электромашин. Это собран ные в блоки трубочки диамет ром в 3 тыс. раз тоньше человеческого во­лоса. Стенка та кого невообразимо миниатюрного изделия состоит из нескольких слоев плотно уложенных атомов углерода. Наружную поверх­ность образует слой из атомов тяжелого металла. Конечно, на этом советские ученые не останови­лись: в массовое производство внедрились одна за другой самые разные технологии, основанные на производстве и применении частиц, макси­мальные размеры которых составляют милли­онные доли метра (нанометры). Принципиально новые технологии позволили создать электрохи­мические источники тока с невиданно высокими характеристиками, лекарства, краски, пластмас­сы, в том числе особо прочные и жаростойкие, и многое другое. Мы часто, не подозревая об этом, пользуемся бытовыми приборами и изделиями, в производстве которых нано технологии занимают ведущее положение.

В советской, а теперь и российской практике нанотехнологии применяются главным образом в производстве материалов разного назначения. Зарубежные исследователи и технологи основным направлением избрали создание микроскопических машин и механизмов для медицинской техники. Уже практически при меняются машины, «путеше­ствующие» по кровеносным сосудам, механически, как бульдозер на стройке, очищающие кровяное русло от вредных и опасных отложений. Не смотря на крошечные размеры, состав и конструкция этих машинок нередко подобны устройству обычных. В частности, в них есть насосы для перекачки жид­костей. Представить себе невозможно поршневой или центробежный насос величиной чуть больше бактерии!

Красивое, изящное решение задачи нашли сотрудники Таганрог­ского государствен­ного технического универс тета Е.Б. Механцев, А.В. Фомичев и А.В. Лещенко (пат. 2210529). «Интеграль­ный насос»  не содержит никаких дви­жущихся частей. Это плата  из полупрово­дника с отверстиями, образующими сетчатую структуру. На поверх­ности, обращенной ко входу перекачиваемой среды, укреплены  слой  диэлектрика и металлический электрод. При подаче напря­жения на эту сборку возникает электродинамиче­ское взаимодействие с жидкостью. Она течет от катода к аноду. Электродинамический эффект, а значит и производительность насоса тем больше, чем тоньше диэлектрическая пленка. Послед­ний из испытанных авторами образцов оказался втрое производительнее первого именно по этой причине.

Светоизлучатели, фотодетекторы, конвер­торы светового излучения — области реального применения изобретения «высокоэффективный узконаправленный преобразователь света», на которое Государственному научному учреждению «институт физики имени Б. И. Степанова НАН Беларуси» выдан евразий­ский патент №010503, мПк: н01L31/02; 31/18. Изобретение сложное, включает в себя устрой­ство и способ его реализации. Формула изо­бретения состоит из 26 пунктов. 

Внештатный корреспондент журнала встретился с одним из авторов изобретения (соавторами являют­ся: С. Гапоненко, У. Воггон, М. Артемьев, Л. Гуринович, Н. Гапоненко, И. Молчан) — Андреем Лютичем — и провел с ним беседу. 

more_horiz Читать полностью

Ивашко В.С. (БНТУ), Ильющенко А.Ф. (ГНУ «НИИПМ» НАНБ), Лойко В.А., (УО «БГАТУ), Шипица Н.А. (ГНУ «НИИПМ» НАНБ)
Viktor S. Ivashko, Alexandr F. Iluschenko, Vladimir A. Loiko, Nicolai A. Shipisa.

В работе проанализированы существующие критерии адгезии и известные попытки описать математически единую модель влияния некоторых факторов для получения нанесения защитных покрытий высокими адгезионными свойствами. Показано, что на данный момент учесть все множество факторов и предложить модель адгезии оказывается невозможно. Имеется множество факторов (не считая технологических режимов), влияние на величину адгезионной прочности весьма существенно. Следовательно, весьма перспективным представляется оценивать параметр, характеризующий состояние поверхности перед нанесением покрытия работу выхода электронов (РВЭ). Приведены результаты исследования поверхности обработанной потоком ионов Ar из источника «Радикал».

THE ESTIMATION of the CONDITION of the SUBSTRATE BEFORE FIXING of the COVERING ON BASE the CRITERION WORKING the LEAVING the ELECTRON. In this work were analyzed existing criteria adhesion and the known attempts to describe mathematically united model of the influence some factor for reception of the fixing defensive covering high adhesion cha-racteristics. It ?s shown that on given moment turns out to be impossible to take into account all ensemble a factor and offer the model. There is ensemble factor (not to count towards technological mode), influence upon value adhesion toughness very greatly. Consequently, more perspective introduces to value one of the parameter, which characterizes the condition to surfaces before fixing of the covering working the leaving electron (WLE). Are given the results of the study to surfaces by processed by the flow ion Ar by the source "Radical". 

Полный техкст статьи читайте в прикрепленном файле.

Степень вредоносного воздействия на мембраны эритроцитов солей токсичных металлов свинца и цинка более достоверно можно оценить, если воспользоваться совместным изобретением ученых из Института физики имени Б. И. Степанова и Института биофизики и клеточной инженерии НАН Беларуси, предложивших определять степень шероховатости поверхности мембран эритроцитов методом атомно-силовой микроскопии (патент Республики Беларусь №13764, МПК-2009: G01N33/49; авторы изобретения: Д. Филимоненко, А. Хайруллина, В. Ясинский, Е. Слобожанина, Н. Козлова;

  Заявители и патентообладатели: эти государственный научные учреждения). Данная разработка может найти широкое применение для диагностики самой ранней стадии заболеваний, связанных с воздействием упомянутых металлов на мембраны эритроцитов, а в будущем также и других воздействий – радиации, лазеров, радиоизлучения и т. д., задолго до клинических проявлений этих заболеваний.

Авторы в своих поисковых исследованиях использовали атомно-силовой микроскоп (ACM) «NT-206» и стандартные кремниевые зонды «MikroMasch» с латеральным разрешением 20-30 нм и вертикальным – 0,5 нм. Об этом писал ещё сам Шукшин “Микроскоп” краткое содержание посмотрите.
 
Получив в статическом (с использованием зондов CSC21) либо в динамическом (с использованием зондов NSC21) режиме двухмерное АСМ-изображение поверхности эритроцита, строят профиль ее сечения, который дает информацию о величине шероховатости в каждой точке этого сечения. По значениям величины шероховатости в этих точках рассчитывают «нормированную автокорреляционную функцию» выбранного профиля шероховатостей и определяют «длину корреляции» этой функции, по которой судят о степени воздействия солей токсичных металлов на мембрану эритроцитов.

Реквизиты организации-разработчика, контактное лицо

1) ГНУ «Институт химии новых материалов НАН Беларуси»
220141, г. Минск, ул. Ф.Скорины, 36
Тел.: +375 (17) 268-63-08, факс +375 (17) 237-68-28

Жавнерко Геннадий Константинович
Тел.: +375 (17) 268-63-08; e-mail: zhavnerko@yahoo.co.uk

2) ГНУ «Институт тепло- и массообмена им. А.В. Лыкова НАН Беларуси»
220072, г. Минск, ул. П. Бровки, 15
Тел.: +375 (17) 284-10-60, факс +375 (17) 292-25-13 Чижик Сергей Антонович
Тел.: +375 (29) 684-10-60; e-mail: chizhiksa@mail.by

3) ОДО «Микротестмашины»
246003, г. Гомель, ул. Тельмана, 44, оф. 6,
URL: http://microtm.com Суслов Андрей Анатольевич
Тел.: +375 (232) 715-463; e-mail: microtm@mail.ru

Аннотация проекта

Многофункциональная установка LT-201 представляет собой устройство в комплексе с аппаратными и программными средствами, предназначенное для анализа свойств поверхностно-активных веществ и их смесей на водной поверхности, для формирования монослойных (мономолекулярных) пленок и функционализации твердой поверхности моно- и мультислоями, создания наноразмерных периодических структур.

more_horiz Читать полностью

Реквизиты организации-разработчика, контактное лицо

ГНУ «Институт тепло- и массообмена им. А.В. Лыкова НАН Беларуси»
220072, г. Минск, ул. П. Бровки, 15
Тел.: +375 (17) 284-10-60, факс +375 (17) 292-25-13

Чижик Сергей Антонович
Тел.: +375 (29) 684-10-60; e-mail: chizhiksa@mail.by

Абетковская Светлана Олеговна
Тел.: +375 (17) 284-10-60; e-mail: abetkovskaia@mail.ru

Аннотация проекта

«Нанодиагностический комплекс с функциями СЗМ И ОМ» представляет собой экспериментальный комплекс адаптированный для исследования биологических клеток, включающая 3D визуализацию c нанометровым разрешением, определение адгезионных и вязкоупругих характеристик при совмещении функций сканирующей зондовой и оптической микроскопии и процедур микропозиционирования и работы в жидкостной ячейке.

more_horiz Читать полностью

Реквизиты организации-разработчика, контактное лицо

ГО «НПЦ НАН Беларуси по материаловедению»
220072, г. Минск, ул. П.Бровки, 19

Троянчук И.О.
Тел.: +375 (17) 284-11-33

Аннотация проекта

Целью работы является создание новых нанокомпозитов на основе никель- марганец-, кобальт-содержащих сложных оксидов для электродных материалов к топливным ячейкам, кислородным мембранам и катализаторам химических реакций для утилизации вредных химических газов – отходов производства. Актуальность работы обусловлена мировыми тенденциями развития энергетики и экологической безопасности, согласно которым все большее внимание уделяется прямому преобразованию химической энергии в электрическую с использованием топливных ячеек, повышаются экологические требования к производству.

more_horiz Читать полностью