Научно исследовательский институт «Нанотехнологии и наноматериалы»
Военный учебный центр

Научно исследовательский институт «Нанотехнологии и наноматериалы»

Директор: заслуженный деятель науки РФ, доктор физико-математических наук, профессор, автор множества обзоров и книг в области нанотехнологий, Головин Юрий Иванович


Научно-исследовательский институт «Нанотехнологии и наноматериалы» был преобразован в 2015 году из научно-образовательного центра «Нанотехнологии и наноматериалы», созданного в 2007 году в рамках реализации Тамбовским государственным университетом имени Г.Р. Державина приоритетного национального проекта «Образование».


Оборудован за счет средств Приоритетного национального проекта «Образование», Федеральной целевой программы «Развитие инфраструктуры наноиндустрии в РФ», других грантов и программ, а также собственных средств университета. Стоимость оборудования превышает 300 млн руб.


Занимает два корпуса общей площадью более 2000 м2.


По мнению независимых экспертов, входит в десятку лучших наноцентров РФ.



В состав НИИ входят:

Научно-исследовательская лаборатория «НаноБиоМед»

Создана:

на базе НИИ «Нанотехнологии и наноматериалы» ТГУ имени Г.Р. Державина в 2018 году



Регламентирующие документы:



Руководитель:

заслуженный профессор МГУ им. М.В. Ломоносова, доктор химических наук – Клячко Наталья Львовна – эксперт в области нанотехнологий, биохимии, биокатализа, почетный специалист высшего образования РФ, автор более 230 статей в высокорейтинговых журналах, 21 книги и 17 патентов, индекс Хирша в системе Web of Science – 30.



Цель:


  • развитие новых научных направлений деятельности  в Державинском университете;

  • повышение качества выпускаемых кадров;

  • общее повышение уровня научных исследований;

  • разработка новых нанобиомедицинских технологий для диагностики и терапии с использованием микро- и наноустройств с запрограммированными свойствами;

  • разработка технологий ускоренной регенерации, тканевой инженерии и  управления активностью нервных тканей;

  • магнитомеханическое актуирование чувствительных биохимических систем, таких как, ферменты, рецепторы, клеточная мембрана и др. с помощью магнитных наночастиц, активируемых внешний магнитным полем.



Направления исследований и разработок:


  • методы и приборная база для неинвазивной диагностики важнейших биохимических показателей крови;

  • новые антибактериальные материалы для борьбы с социально-значимыми инфекционными заболеваниями;

  • «умные» материалы для регенеративной медицины.

НОЦ «Нанотехнологии и наноматериалы»

НОЦ «Нанотехнологии и наноматериалы» является большой современной и технически оснащенной площадкой Державинского университета созданной для решения научных, научно-технических, научно-прикладных и инновационных задач в области нанотехнологий.


В структуру НОЦ «Нанотехнологии и наноматериалы» входят следующие лаборатории:



Аналитическая лаборатория


Основные возможности лаборатории:


  • Рентгеноструктурный и рентгенофазный анализ сложных многокомпонентных веществ.

  • Термогравиметрический анализ полимеров, а также композитных материалов на их основе.

  • Оптическая профилометрия поверхности интерференционных фильтров и подложек из ситалла.

  • Изучение оптических спектров пропускания и отражения многослойных светоотражающих покрытий в видимом диапазоне.

  • Инфракрасная фурье-спектроскопия сложных полимерных композиций.



Лаборатория сорбционных процессов


Основные возможности лаборатории:


Исследование сорбционно-структурных характеристик материалов (промышленных адсорбентов и катализаторов, нанокомпозитных материалов и нанопорошков, а также других пористых и дисперсных материалов:


  • Удельная поверхность, в том числе микро- и мезопор

  • Пористость.

  • Распределение пор по размерам.

  • Дисперсность.



Лаборатория наноиндентирования


Основные возможности лаборатории:


  • Определение механических характеристик материалов в наноразмерной области.

  • Изучение размерных эффектов, проявляющихся при деформации твердых тел.

  • Исследование механизмов упруго-пластической деформации материалов в наношкале.

  • Изучение влияния скоростного и масштабного факторов на механические характеристики материалов.

  • Разработка методик увеличения износостойкости функциональных наноматериалов.



Лаборатория нанодиагностики


Основные возможности лаборатории:


  • Изучение видов деформирования и микромеханизмов пластической деформации материалов в микро- и нанообъемах.

  • Проведение исследований механических свойств материалов (металлов, полупроводников, аморфных сплавов) в микро- и нанометровых размерах в широком диапазоне скоростей относительной деформации (10-2 до 10-5 с-1).

  • Выявление каналов и механизмов трещинообразования и разрушения горных пород, на примере железо-рудного сырья, на микро- и наноуровне с целью более эффективной добычи полезных ископаемых (увеличения извлекаемости и обогащаемости) и переработкихвостов горных пород.



Лаборатория электронной микроскопии


Основные возможности лаборатории:


  • Исследование морфологии, размеров и структуры различных материалов в сверхвысоком разрешении (~ 1 нм) методом сканирующей электронной микроскопии.

  • Определение элементного состава сложных многокомпонентных веществ посредством метода энергодисперсионной рентгеновской спектрометрии (EDS).

  • Исследование микроструктуры (распределение по размерам и ориентация зерен) с помощью метода дифракции рассеянных электронов (EBSD).

  • Манипулирование ионным лучом, а именно локальное травление и осаждение материалов (W, Pt, С) с in situ наблюдением во вторичных электронах. Ионная колонна позволяет получать изображения структуры материала с учетом его химического и фазового состава. Все процессы, производимые ионным лучом или микро/наноманипулятором, наблюдаются в режиме онлайн.

  • Механические испытания на растяжение, сжатие и нагрев образцов до 500?С с наблюдением в электронном или ионном пучке.



Лаборатория электроспиннинга


Направление деятельности: разработка технологических основ синтеза и комплексное исследование физико-химических свойств и эксплуатационных характеристик наноструктурированных нетканых функциональных материалов с волокнистой полимерной матрицей.


Основные возможности лаборатории:


Разработка и исследование таких материалов, как:


  • аэрозольные фильтры;

  • газовые поглотители;

  • бактерицидные материалы;

  • катализаторы.



Лаборатория микро- и макромеханических испытаний


Основные возможности лаборатории:


  • Проведение испытаний на растяжение, сжатие и изгиб, а также усталостные испытания.

  • Определение механических характеристик материалов в микро и макроразмерной области.

  • Исследование механизмов упругой и упруго-пластической деформации материалов в микро- и макрошкале.

  • Тестирование твердости материалов по методу Роквелла, Викерса, Бринелля и Кнупа.

  • Исследование вязкости разрушения твердых тел на микро- и макроуровнях.



Лаборатория аттестации микро- и наноструктур


Основные возможности лаборатории:


  • Исследование закономерности распределения микро- и наночастич в растворах;

  • Изучение дзета-потенциала суспензий, эмульсий или коллоидных растворов;

  • Определение скорости выпадения в осадок и агломерации частиц.



Лаборатория зондовой микроскопии


Основные возможности лаборатории:


  • Исследование топологии поверхности твердых тел в контактном и бесконтактном режимах с разрешением 0,1 нм.

  • Исследование трения, износа, распределения упругих напряжений в наношкале.

  • Исследование распределения статических зарядов на поверхности диэлектриков с нанометровым разрешением по методу Кельвина

  • Исследование электропроводности по методу растекания

  • Емкостная спектроскопия диэлектриков и полупроводников



Лаборатория микрорамановской спектроскопии


Основные возможности лаборатории:


  • Конфокальная лазерная микроскопия

  • Сканирующая зондовая микроскопия ближнего оптического поля

  • Конфокальная спектроскопия микрорамановского рассеяния света на трех частотах видимого света и ближнего ИК.



Стратегические цели:


  • Фундаментальные исследования в области физико-химии наноструктур и наноматериалов (в частности, наноуглеродных, керамических, металлических, полимерных, композитных и нанопористых).

  • ОКР и ОТР, создание инновационных технологий, продуктов и услуг и доведение их до стадии коммерциализации (в частности, нанодиагностического оборудования, новых конструкционных и функциональных наноматериалов).

  • Разработка новых методов и подходов разноуровневого обучения (бакалавриат, магистратура, аспирантура, докторантура, курсы повышения квалификации) с элементами проектной деятельности.

  • Трансфер нанотехнологий, постановка нанопродукции на производство, научно-техническое сопровождение.

  • Сертификация наноматериалов и нанопродукции.

  • Популяризация знаний в сфере НАНО-.

  • Создание информационной среды и площадки для поддержки модернизации экономики в центральных регионах России.

  • Маркетинг, социальный мониторинг, PR.

  • Социально-экономическое прогнозирование развития России по инновационному сценарию.

  • Привлечение и закрепление талантливой молодежи в сфере науки, инноваций и высоких технологий.


Перспективные разработки научно-исследовательского института «Нанотехнологии и наноматериалы» Тамбовского государственного университета имени Г.Р. Державина:


1. Новые типы циркониевой керамики


Наноцентр самостоятельно и совместно с Zircoa Inc. (США) занимается разработкой новых типов керамики на основе диоксида циркония (рис. 1) различного функционального назначения с улучшенными эксплуатационными характеристиками из природного из сырья – бадделеита, крупнейшие в мире залежи которого находятся в России на территории Ковдорского месторождения. В качестве сырьевой базы природного диоксида циркония может выступать и месторождение «Центральное» (Тамбовская обл.). Стабилизированная наноструктурированная циркониевая керамика обладает комплексом уникальных свойств: высокой износостойкостью и огнеупорностью, химической инертностью, ионной проводимостью.


К настоящему времени в Тамбовской области открыто совместное предприятие с Zircoa Inc. (США); получены опытные образцы циркониевой керамики на основе природного минерала бадделеита, которые не уступают по своим рабочим параметрам (например, твердости и трещиностойкости) традиционной керамике из гораздо более дорогого (в 5-8 раз) химически синтезированного преципитированного диоксида циркония.


2. Нанодиагностическое и нанотехнологическое оборудование


Данный блок включает в себя:


а) универсальные динамические нанотестеры для исследования физико-механических свойств материалов и покрытий в наношкале –импортозамещение!;


б) приборы для характеризации порошков и других слабосвязанных систем – не имеют аналогов;


в) комплекты аппаратуры для магнитоимпульсной обработки железной руды в целях повышения ее обогащаемости при последующем извлечении полезных компонентов – не имеют аналогов (рис. 4);


г) линейку оборудования для инновационной наномедицинской платформы для адресной доставки лекарств, дистанционного управления их активностью и безлекарственной терапии раковых заболеваний с помощью негреющего магнитного поля (рис. 5) – запатентованы и не имеют аналогов.


Перечисленные комплексы доведены до стадии коммерциализации. Наноцентр на протяжении последних лет успешно поставляет данные приборы в научные центры и промышленные предприятия, расположенные как на территории России, так и за ее пределами.


Разработка линейки универсальных нанотестеров ведется совместно с ООО «Нанодиагностика» (г. Тамбов), оборудования для наномедицины и адресной доставки лекарственных средств осуществляется совместно с ООО «Наноматериалы» (г. Тамбов), Химфаком МГУ им. М.В. Ломоносова и наномедицинским центром университетов Небраски и Северной Каролины (США).



Регламентирующие документы:



Контакты:

Адрес: 392000 г. Тамбов, Защитный пер., 7


Телефон: 8 (4752) 53-26-80


Е-mail: nano@tsutmb.ru


Адрес сайта:  http://nanocenter.tsutmb.ru/

Приемная комиссия: 8 (4752) 53-22-22