View message

Автори мали на меті розробити теоретичні основи спрямованого синтезу і створити широкий спектр нових конкурентоздатних матеріалів і систем на основі встановлення структурно-функціональних закономірностей їх електрохімічного формування. Основні напрями роботи стосувались електрохімії – як безпосередньо методу синтезу нових матеріалів, так і дослідження й дизайну електрохімічних властивостей матеріалів/покриттів/наночасток, які неможливо отримати в інший спосіб.

Науковці:

• створили новітню парадигму процесів електрохімічного синтезу функціональних матеріалів на основі запропонованої теорії розряду–іонізації електрохімічно активних комплексів, законів кореляційного взаємозв’язку функціональних властивостей покриттів із фундаментальними характеристиками та параметрами електрохімічної кінетики;
• розробили новітні підходи інженерії поверхні до електрохімічного синтезу та обробки матеріалів, здатних працювати в екстремальних температурно-силових режимах при одночасному впливі агресивного середовища;
• запропонували інноваційно перспективні технології формування наноматеріалів нового покоління на основі суперсплавів, металоксидних композитів, фоточутливих гетеро- та наноструктур, електропровідних полімерів і їх композитів тощо.

За підсумками досліджень створено низку новітніх конкурентоздатних електрохімічних матеріалів (електродних і електролітніих матеріалів хімічних джерел струму та суперконденсаторів, електро- й фотокаталізаторів, сорбційних та оптичних матеріалів, функціональних покриттів тощо), які за своїми експлуатаційними властивостями перевершують відомі світові аналоги й уже застосовуються у різних галузях науки і техніки: альтернативній енергетиці, хімічних джерелах струму, нано- та мікроелектроніці, електрохромних системах, електрокаталізі, екосенсориці, електрохімічному синтезі товарної продукції, фотоелектрохімічних системах, антикорозійному захисті тощо.

Особливо слід відзначити створення низки нових фоточутливих наногетероструктур, а також нанокомпозитів на основі напівпровідникових сполук і графенових структур для перетворення сонячної енергії в електричну: на цій основі сконструйовано ефективні фотоелектрохімічні пристрої для отримання й акумулювання сонячного водню.

Електрохімічні технології застосовано також при створенні сенсорів для моніторингу довкілля та біологічних рідин.

Крім того, вчені розробили методологію ефективного високошвидкісного електрохімічного синтезу:

• магнітних, корозійностійких і електрокаталітичних щільних плівок наноструктурованих багатокомпонентних сплавів із контрольованим складом та відтворюваною структурою – для роботи в екстремальних температурно-силових умовах при одночасному впливі агресивного середовища;
• функціональних матеріалів на основі суперсплавів тугоплавких елементів для аерокосмічної галузі;
• покриттів для сучасної мікро- та наноелектроніки.

Запропоновано нові принципи і концепцію формування:

• високоефективних селективних електрокаталізаторів із заданими властивостями для електрохімічних пристроїв перетворення енергії та інформації;
• електропровідних полімерів та їхніх гібридних нанокомпозитів з оксидами перехідних металів для літієвих джерел струму та різних типів паливних елементів.

Розроблено способи:

• рециклінгу (переробки) та вилучення металів із рудної сировини і відходів виробництва електрохімічними методами;
• підвищення потужності транспортних двигунів та зменшення емісії токсичних газових викидів двигунів внутрішнього згорання;
• створення ефективних каталітичних нейтралізаторів для облаштування фільтровентиляційних систем стаціонарних і мобільних автотранспортних та бронеоб’єктів;
• виключення з обігу токсичних для довкілля компонентів шляхом застосування альтернативної заміни матеріалів покриттів і компонентів електролітів з екологічно безпечними властивостями.

Автори долучились і до розв’язання проблем оборонного комплексу України, зокрема рециклінгу й утилізації надлишкових та небезпечних застарілих боєприпасів.

Надзвичайно важливо, що отримані результати розширюють міждисциплінарні зв’язки електрохімії з нанонаукою та нанотехнологією у матеріалознавстві, енергетиці, електроніці й сенсориці, медицині та багатьох інших галузях.

Практичне впровадження всіх цих нових технічних рішень і екологічно чистих технологій засвідчують понад 40 актів випробувань і впроваджень. Новизну отриманих наукових результатів захищено 33-ма чинними патентами, 7 з яких – міжнародні.

Окремо слід відзначити високу публікаційну активність авторського колективу. В його доробку за цією тематикою – понад 700 публікацій, зокрема: 30 монографій (7 із них видано за кордоном) і 39 розділів монографій (30 із них видано за кордоном), 36 підручників і посібників, 500 статей (350 із них – в англомовних фахових рецензованих журналах із високим імпакт-фактором).

*     *     *

Дослідження виконували, зокрема:

– завідувач відділу електрохімії і фотоелектрохімії неметалічних систем Інституту загальної та неорганічної хімії  ім. В.І. Вернадського НАН України член-кореспондент НАН України Геннадій Колбасов;

– завідувач відділу електрохімічного матеріалознавства та електрокаталізу цього Інституту доктор хімічних наук, професор Валерій Кублановський;

– провідний науковий співробітник цього ж відділу відділу електрохімічного матеріалознавства та електрокаталізу цього Інституту, доктор технічних наук Оксана Берсірова;

– провідний науковий співробітник відділу вільних радикалів Інституту фізичної хімії ім. Л.В. Писаржевського НАН України доктор хімічних наук Олег Посудієвський.

За інформацією Інституту загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України