Наши достижения
На кафедре СиАК в 2015 — 2017 г.г. проведены научные исследования в рамках темы «Термооптическая инструментальная комплексная диагностика функциональных материалов» под руководством ведущего ученого — Проскурнина Михаила Алексеевича, д.х.н., профессора кафедры аналитической химии МГУ им. М.В. Ломоносова, а также по теме «Развитие методов диагностики наноматериалов с использованием спектрометрий лазерной эмиссионной плазмы и комбинационного рассеяния света» под руководством молодого ученого — Леднева Василия Николаевича (научный руководитель проекта — профессор кафедры М. Н. Филиппов).
Основные результаты:
- Проведены фундаментальные исследования по применению спектроскопии лазерно-индуцированной плазмы для анализа примесей в наноразмерных объектах на примере углеродных нанотрубок. Исследованы процессы лазерной абляции и образования лазерной плазмы для образца одностенных углеродных нанотрубок и высокочистого пиролитического графита в одних и тех же экспериментальных условиях с использованием методов электронной микроскопии, спектроскопии комбинационного рассеяния света, оптической эмиссионной спектроскопии.
- Предложен новый метод увеличения сигнала комбинационного рассеяния (КР) света для анализа порошковых материалов, названный Laser crater enhanced Raman spectroscopy. Метод заключается в формировании лазерного кратера конической формы в порошковом материале и последующем измерении сигнала. Один и тот же импульсный твердотельный Nd:YAG лазер (532 нм, 10 нс) был использован и для формирования лазерного кратера, и для измерения спектра комбинационного рассеяния. Показано, что при формировании лазерного кратера разлетающаяся плазма разбрасывает частицы порошка, тем самым формируя кратер, поверхность которого имеет тот же молекулярный состав, что и исходное вещество, то есть не происходит модификации вещества, при этом интенсивность сигнала КР возрастает многократно за счет многократного отражения на внутренней поверхности кратера. Увеличение соотношения сигнал-шум позволило увеличить пределы обнаружения в 10 раз.
- Разработана количественная модель возбуждения спектров рентгеновской флуоресценции в конденсированных средах полихроматическим рентгеновским излучением рентгеновской трубки. Установлено, что предложенная модель позволяет проводить оценку распределения интенсивностей флуоресцентного и фонового излучений для различных конденсированных сред. Использование построенной математической модели на этапе разработки методики проведения количественного рентгенофлуоресцентного анализа (РФА) вещества позволит оптимизировать процесс разработки методики РФА, а также может сократить количество используемых образцов сравнения при построении градуировочных характеристик.
- Исследована возможность локального химического анализа и диагностики нанообъектов методом низковольтного электронно-зондового рентгеноспектрального микроанализа (ЭЗРСМА).
- Оценено влияние повышения температуры на стабильность химического состава анализируемого микрообъёма. Получены соотношения, связывающие требуемые метрологические характеристики низковольтного ЭЗРСМА с термодинамическими характеристиками образца и условиями эксперимента, что позволяет априорно выбрать режим проведения анализа, обеспечивающий устранение погрешностей, обусловленных термической неустойчивостью объекта исследований.
- Проведены исследования, направленные на совершенствование методов химического анализа с потенциально высокими, но нереализованными возможностями, созданы научные основы метрологического обеспечения исследуемых методов, а также по рациональному комбинированию разработанных взаимодополняющих методов для максимально полного решения задач аналитического контроля объектов анализа.
- Исследован и разработан комплекс индивидуальных и комбинированных методов анализа на основе нескольких видов атомной спектроскопии, масс-спектрометрии, рентгеновской спектрометрии и способов пробоподготовки, разделения и концентрирования, гармонизированных с аналитическим окончанием.
Некоторые важные события прошлых лет
На базе кафедры в МИСиС в 2011 году при поддержке РАН впервые в России проведена Генеральная Ассамблея Европейского сообщества по аналитической химии ЕВРАХИМ-2011 (EURACHEM-2011) и международный семинар «Актуальные проблемы качества аналитических измерений».
В 2015 году кафедра совместно с лабораторией под руководством П. С. Федотова провела международный семинар «Перспективные методы разделения и концентрирования нано/микрочастиц и растворимых компонентов технологических и природных образцов», в котором приняли участие профессор Гаэтан Леспес (университет г. По, Франция), профессор Дидье Тиебо, президент Французской ассоциации методов разделения (Высшая школа промышленной физики и химии г. Парижа, Франция). Результатом плодотворного взаимодействия явилось Соглашение с французским университетом в г. По об открытии совместной аспирантуры. В настоящее время аспирант кафедры Александр Иванеев обучается в аспирантуре в НИТУ МИСиС на кафедре СиАК и в рамках Соглашения с университетом г. По проводит исследования на французской площадке.
