Дополнительные ссылки
 
Информационные
 ресурсы ИОНХ РАН 
Внешние ресурсы

Top.Mail.Ru

Главная страница / Структура института  /  Научные направления  /  Неорганическое материаловедение  /  Лаборатория физикохимии керамических материалов

Лаборатория физикохимии керамических материалов

Заведующий лабораторией – д.х.н., проф. РАН Симоненко Елизавета Петровна
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Основные задачи лаборатории
  • проведение фундаментальных и прикладных научно-исследовательских работ в области химии и физикохимии неорганических соединений - оксидов, карбидов, боридов, нитридов, халькогенидов металлов, в том числе в нанодисперсном состоянии,
  • разработка на их основе новых методов формирования объемных и планарных керамических и композиционных материалов нового поколения (как конструкционного, так и функционального назначения),
  • исследование практически значимых свойств, направленных на совершенствование технологий конкурентоспособной продукции, соответствующей отечественным и мировым стандартам качества и экологической безопасности.
Основные научные направления
 
 
 
 
1. Разработка и исследование базовых свойств высоко- и ультравысокотемпературных керамических и композиционных материалов (отв. д.х.н. Е.П. Симоненко, к.х.н. И.А. Нагорнов):
  • Создание ультравысокотемпературных керамических композитов на основе систем ZrB2-SiC и HfB2-SiC, изучение их свойств и установление зависимостей «состав-строение-свойство», прежде всего, стойкости к окислению;
  • Синтез тугоплавких карбидов, включая МАХ-фазы, разработка эффективных методов изготовления материалов на их основе;
  • Синтез тугоплавких оксидов металлов сложного состава, создание покрытий и композитов на их основе.
2. Жидкофазный синтез неорганических наноматериалов и разработка новых подходов к формированию функциональных пленок с применением печатных технологий (отв. к.х.н. Н.П. Симоненко):
  • Жидкофазный синтез неорганических наноматериалов разного назначения (золь-гель технология, химическое осаждение, сольво- и гидротермальный метод, гликоль-цитратный метод);
  • Формирование функциональных плёнок и адресное нанесение миниатюрных структур с применением печатных технологий (в первую очередь локализованное электрохимическое осаждение, перьевая плоттерная, микроплоттерная, микроэкструзионная, струйная и аэрозольная печать);
  • Комплексный материаловедческий анализ объектов культурного наследия: предреставрационные исследования произведений живописи и архитектуры, идентификация используемых материалов и технологическое обоснование их аутентичности.
3. Разработка методик получения полупроводниковых наноматериалов и создания на их основе функциональных материалов, как объемных, так и планарных:
3.1. Химические газовые сенсоры, мультисенсоры (отв. к.х.н. А.С. Мокрушин):
  • Датчики с рецепторными слоями на основе полупроводниковых оксидов металлов, композиты с максенами;
  • Кислородные хеморезистивные сенсоры;
  • Сенсоры на основе МЭМС;
  • Мультисенсорные системы.
3.2. Синтез наноматериалов для электрохимических устройств генерации и накопления энергии, биосенсоров и электрокатализа (отв. к.х.н. Т.Л. Симоненко):
  • Жидкофазный синтез полупроводниковых наноматериалов, в том числе иерархически организованных и биоморфных (сольво- и гидротермальный синтез, программируемое химическое осаждение, гликоль-цитратный синтез);
  • Изучение электрохимических свойств синтезируемых наноматериалов в качестве электродов суперконденсаторов и аккумуляторов; изготовление и тестирование твёрдых электролитов и электродов ТОТЭ; сборка и оценка эксплуатационных характеристик лабораторных прототипов химических источников тока;
  • Применение синтезируемых наноматериалов в качестве рецепторных компонентов электрохимических сенсоров и в электрокаталитических процессах.
3.3. Оптические материалы (отв. к.х.н. Ф.Ю. Горобцов):
  • Фотолюминесцентные материалы;
  • Электрохромные материалы;
  • Термохромные материалы.
Сотрудники лаборатории 
 
н.с., к.х.н.
2. Дмитриева Софья Александровна
м.н.с.
с.н.с., к.х.н.
н.с., к.х.н.
с.н.с., к.х.н.
с.н.с., к.х.н.
7. Фисенко Никита Александрович
м.н.с.
 
Наиболее значимые публикации
  1. Simonenko, E.P., Sevast'yanov, D.V., Simonenko, N.P., Sevast'yanov, V.G., Kuznetsov, N.T. Promising ultra-high-temperature ceramic materials for aerospace applications, Russian Journal of Inorganic Chemistry, 2013, 58(14), 1669–1693, https://doi.org/10.1134/S0036023613140039, 123 цит.
  2. Simonenko E.P., Ignatov N.A., Simonenko N.P., Ezhov Yu.S., Sevastyanov V.G., Kuznetsov N.T. Synthesis of highly dispersed super-refractory tantalum-zirconium carbide Ta4ZrC5 and tantalum-hafnium carbide Ta4HfC5 via sol-gel technology, Russian Journal of Inorganic Chemistry, 2011, 56(11), 1681–1687, https://doi.org/10.1134/S0036023611110258, 68 цит.
  3. Mokrushin A.S., Simonenko E.P., Simonenko N.P., Bukunov K.A., Sevastyanov V.G., Kuznetsov N.T. Gas-sensing properties of nanostructured CeO2‑xZrO2 thin films obtained by the sol-gel method, Journal of Alloys and Compounds, 2019, 773, 1023–1032, https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2018.09.274, 50 цит.
  4. Sevastyanov V.G., Simonenko E.P., Simonenko N.P., Stolyarova V.L., Lopatin S.I., Kuznetsov N.T. Synthesis, vaporization and thermodynamic properties of superfine Nd2Hf2O7 and Gd2Hf2O7, European Journal of Inorganic Chemistry, 2013, (26), 4636–4644, https://doi.org/10.1002/ejic.201300253, 48 цит.
  5. Simonenko T.L., Kalinina M.V., Simonenko N.P., Simonenko E.P., Glumov O.V., Mel'nikova N.A., Murin I.V., Shichalin O.O., Papynov E.K., Shilova O.A., Sevastyanov V.G., Kuznetsov N.T. Synthesis of BaCe0.9-xZrxY0.1O3-δ nanopowders and the study of proton conductors fabricated on their basis by low-temperature spark plasma sintering, International Journal of Hydrogen Energy, 2019, 44(36), 20345–20354, https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2019.05.231, 46 цит.
  6. Mokrushin A.S., Fisenko N.A., Gorobtsov P.Y., Simonenko T.L., Glumov O.V., Melnikova N.A., Simonenko N.P., Bukunov K.A., Simonenko E.P., Sevastyanov V.G., Kuznetsov N.T.  Pen plotter printing of ITO thin film as a highly CO sensitive component of a resistive gas sensor, Talanta, 2021, 221, 121455, https://doi.org/10.1016/j.talanta.2020.121455, 41 цит.
  7. Simonenko T.L., Simonenko N.P., Gorobtsov P.Y., Mokrushin A.S., Solovey V.R., Pozharnitskaya V.M., Simonenko E.P., Glumov O.V., Melnikova N.A., Lizunova A.A., Kozodaev M.G., Markeev A.M., Volkov I.A., Sevastyanov V.G., Kuznetsov N.T. Pen plotter printing of Co3O4 thin films: features of the microstructure, optical, electrophysical and gas-sensing properties, Journal of Alloys and Compounds, 2020, 832, 154957, https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.154957, 39 цит.
  8. Fedorov F.S., Simonenko N.P., Trouillet V., Volkov I.A., Plugin I.A., Rupasov D.P., Mokrushin A.S., Nagornov I.A., Simonenko T.L., Vlasov I.S., Simonenko E.P., Sevastyanov V.G., Kuznetsov N.T., Varezhnikov A.S., Sommer M., Kiselev I., Nasibulin A.G., Sysoev V.V. Microplotter-Printed On-Chip Combinatorial Library of Ink-Derived Multiple Metal Oxides as an electronic Olfaction Unit, ACS Applied Materials and Interfaces, 2020, 12(50), 56135–56150, https://doi.org/10.1021/acsami.0c14055, 38 цит.
  9. Simonenko T.L., Simonenko N.P., Mokrushin A.S., Simonenko E.P., Glumov O.V., Mel'nikova N.A., Murin I.V., Kalinina M.V., Shilova O.A., Sevastyanov V.G., Kuznetsov N.T. Microstructural, electrophysical and gas-sensing properties of CeO2–Y2O3 thin films obtained by the sol-gel process, Ceramics International, 2020, 46(1), 121–131, https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2019.08.241, 38 цит.
  10. Sevastyanov V.G., Simonenko E.P., Ignatov N.A., Ezhov Y.S., Simonenko N.P., Kuznetsov N.T. Low-temperature synthesis of nanodispersed titanium, zirconium, and hafnium carbides, Russian Journal of Inorganic Chemistry, 2011, 56(5), 661–672, https://doi.org/10.1134/S0036023611050214, 38 цит.
Награды и премии:
  • Е.П. Симоненко – Премия Президента Российской Федерации в области науки и инноваций для молодых ученых за 2010 год (в составе авторского коллектива),
  • Е.П. Симоненко – почетное звание «Почетный работник науки и высоких технологий Российской Федерации»,
  • Е.П. Симоненко – почетное звание «Почетный деятель науки и техники города Москвы»,
  • Н.П. Симоненко, Е.П. Симоненко – Премия МАИК "НАУКА/ИНТЕРПЕРИОДИКА" за цикл статей "Высокодисперсные тугоплавкие оксиды и карбиды металлов, и ультравысокотемпературные керамические материалы, перспективные для авиакосмического применения" за 2013 год,
  • Серебряная медаль XIX Московского международного Салона изобретений и инновационных технологий "АРХИМЕД - 2016" за разработку «Тонкие наноструктурированные плёнки на основе диоксида циркония, полученные золь-гель методом, детектирующие содержания кислорода и других газов в атмосфере»;
  • Н.П. Симоненко, Е.П. Симоненко – Диплом Федеральной службы по интеллектуальной собственности в номинации "100 лучших патентов России - 2017";
  • Н.П. Симоненко, А.С. Мокрушин, Т.Л. Симоненко - Премия ИОНХ РАН Конкурса научных работ им. академика Г.Г. Уразова за научную работу на тему «Создание эффективных функциональных материалов для химических газовых сенсоров и энергетики», 2018;
  • Бронзовая медаль XXVII Московского международного Салона изобретений и инновационных технологий "АРХИМЕД - 2024" за проект "Новые фотоактивные неорганические и гибридные функциональные материалы для альтернативной энергетики и биомедицины";
  • Бронзовая медаль XXVIII Московского международного Салона изобретений и инновационных технологий "АРХИМЕД - 2025" за проект "Инновационные тонкослойные материалы для оптоэлектроники и энергетики";
  • А.С. Мокрушин, И.А. Нагорнов – медаль Российской академии наук за 2023 год по направлению «Науки о материалах» «Новые материалы на основе химически модифицированных полупроводниковых оксидов металлов для хеморезистивных газовых сенсоров»;
  • А.С. Мокрушин – лауреат конкурса научных работ, вносящих существенный вклад в разработку химических, физических и биологических сенсоров на основе принципов химической физики от НО «Благотворительный Фонд «Развитие Химической Физики» за 2025г.
Гранты и проекты с 2020 г.:
  • Грант РНФ 26-13-00204 «МАХ-фазы в системах Ti3SiC2-Ti3AlC2 и Nb2AlC-Ti2AlC как спекающие добавки ультравысокотемпературной керамики ZrB2-SiC: влияние на консолидацию и стойкость к окислению в потоках CO2-плазмы», 2026-2028,
  • Тема программы развития Центра рационального использования редкометального сырья «Технология создания функциональных материалов на основе полупроводниковых наноструктур, модифицированных компонентами из редкометального сырья, для хеморезистивных газовых сенсоров», 2025-2031,
  • Грант РНФ №26-73-00203 «Алкоксоацетилацетонаты металлов как предшественники наноструктур в системе NiO-Co3O4 и их применение при изготовлении электрохромных устройств накопления энергии», 2026-2028,
  • Грант РНФ 25-13-00348 Локализованное электрохимическое осаждение 3D-микроструктур как новый подход к формированию электродов миниатюрных суперконденсаторов, 2025-2027,
  • Грант РНФ 24-13-00254 Разработка научных основ создания энергоэффективных мультисенсорных устройств на основе МЭМС для детектирования газообразных аналитов, 2024-2026,
  • Грант РНФ 23-73-01249 Разработка подхода к формированию наноматериалов на основе V2O5 с усиленными катодными и анодными электрохромными характеристиками, 2023-2025,
  • Грант РНФ 24-23-00561, МАХ-фазы Ti2AlC и Ti3AlC2 как спекающие компоненты для ультравысокотемпературной керамики ZrB2(HfB2)-SiC, 2024-2025,
  • Грант Президента РФ МК-2276.2022.1.3, Разработка новых методов аэрозольного газофазного осаждения тонкопленочных нанокомпозитов ZnO, допированных железом и кобальтом, для хеморезистивных газовых сенсоров, 2022-2023,
  • Грант Президента РФ МК-1749.2022.1.3, Синтез иерархически организованных наноструктур NiCo2O4 и их применение для микроплоттерной печати гибких суперконденсаторов планарного типа, 2022-2023,
  • Грант РНФ 21-73-00288, Управление иерархической организацией частиц твёрдого электролита как фактор повышения эффективности однокамерных микро-ТОТЭ, 2021-2023,
  • Грант РНФ 21-73-10251, Микроплоттерная печать мультисенсорных систем на основе максенов в системе Ti2C-V2C, 2021-2024,
  • Грант РФФИ 20-33-90136 Аспиранты, Формирование многоцветных электрохромных тонкоплёночных наноструктур V2O5/WO3 с применением гидротермального синтеза и печатных технологий высокого разрешения, 2020-2022,
  • Грант РНФ 20-73-00309, Наноструктуры состава (ZnO)1-x(Ln2O3)x и (ZnO)1-x(Ln2O3)x/Pt (Ln = Се3+/4+, Pr3+, Eu3+) для микроплоттерной печати миниатюрных рецепторных элементов хеморезистивных газовых мультисенсоров, 2020-2021,
  • Грант РФФИ 20-03-00502 А, Разработка новых методов получения наноструктурированной сверхвысокотемпературной керамики TaxHf1-xC-SiC, 2020-2023,
  • Грант Президента РФ МК-1023.2020.3, Разработка фундаментальных основ синтеза нанокристаллических оксидов в системе Nb2O5–TiO2 в качестве планарных рецепторных компонентов газовых сенсоров, формируемых с помощью аддитивных технологий, 2020-2021,
  • Грант РНФ 19-73-00354, Синтез иерархических оксидных наноструктур и их применение в микроплоттерной печати планарных твердооксидных топливных элементов, 2019-2021,
  • Грант Президента РФ СП-2407.2019.1 «Разработка фундаментальных основ синтеза композиционных иерархических наноструктур на основе NiCo2O4 типа шпинели в качестве планарных электродов суперконденсаторов с псевдоемкостным эффектом» в рамках Стипендии Президента РФ молодым учёным и аспирантам, осуществляющим перспективные научные исследования и разработки по приоритетным направлениям модернизации российской экономики, 2019-2021 гг.
Научное сотрудничество
  • Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН,
  • Дальневосточный федеральный университет,
  • Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского РАН,
  • Объединенный институт ядерных исследований,
  • Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева,
  • Санкт-Петербургский государственный университет,
  • Сколковский институт науки и технологий,
  • Федеральный исследовательский центр «Фундаментальные основы биотехнологии» Российской академии наук (ФИЦ Биотехнологии РАН),
  • Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет),
  • Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского,
  • Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова,
  • Государственный университет Дубна,
  • Федеральный исследовательский центр угля и углехимии СО РАН,
  • ООО «С-Компонент»,
  • Консорциум «Аддитивные технологии в радиоэлектронике».
ОБЪЯВЛЕНИЯ
Рассылка новостей