| Название НИОКТР |
Разработка корпускулярно-фотонных технологий получения и модификации функциональных метаматериалов для плазмоники, спинтроники и нанофотоники. Этап 2.Разработка корпускулярно-фотонных технологий получения и модификации функциональных метаматериалов для плазмоники, спинтроники и нанофотоники. Этап 2.
|
| Аннотация |
Цель проекта - разработка нового типа оксидных сенсорных систем сверхвысокой чувствительности к целевым газам и летучим органическим соединениям (ЛОС) с использованием передового опыта ведущих профильных специалистов и научно- технологического потенциала УрФУ и индустриальных партнеров.
Достижение цели обеспечит возможность создания инновационной многофункциональной портативной газоаналитической системы для решения следующих социально значимых проблем:
- дистанционный автоматизированный контроль функционального состояния граждан с использованием мобильных телекоммуникационных систем;
- доступная всем слоям населения ранняя неинвазивная диагностика заболеваний;
- предотвращение и локализация эпидемий, биологического террора;
- предотвращение аварий и катастроф техногенного характера (выявление людей в состоянии алкогольного или наркотического опьянения, функционально ограниченных водителей, утечек химических реагентов на предприятиях, появление дыма и др.);
- повышение эффективности и упрощение охранных систем и систем таможенного контроля;
- упрощение контроля качества продуктов;
- предоставление научно-исследовательским организациям новых и эффективных методов и средств проведения исследований.
Выполнение проекта требует особого подхода в реализации технологических приемов синтеза и системного исследования их энергетической структуры и способов управления функциональными свойствами. В настоящем проекте предполагается развитие оригинальных гибридных корпускулярно-фотонных технологий для создания и модификации метаматериалов с заданными электронными, оптическими и магнитными свойствами.
Предполагается решение следующих ключевых задач:
1) Разработка методов получения иерархически структурированных материалов, чувствительных к газам, содержащимся в выдыхаемом воздухе, промышленных помещениях (ацетон, аммиак, этанол, оксид азота, водород, углекислый газ и др) на основе оксидов цинка, вольфрама, свинца, меди и индия.
2) Исследованиефункциональных систем на основе иерархически структурированных металл-оксидов с использованием теоретических и экспериментальных методов. Построение моделей для определения влияния формы кристаллитов на стабильность и сенсорные свойства материалов.
3) Разработка макета мультисенсорной электронной аналитической системы для распознавания летучих органических соединений и токсичных газов.
4) Исследование возможности применения датчиков нового поколения для распознавания промышленных загрязнений воздуха.
В конечном счете, разработка гибридных технологий синтеза обеспечит получение стабильных нанокомпозитных структур для создания новых функциональных материалов и устройств для сенсорики, фотоники, преобразования излучений, передачи-хранения-обработки информации (сенсоры, дисплеи, лазеры, детекторы, источники и конвертеры электромагнитных излучений, элементы квантовых информационных систем).
Задачу синтеза материалов предполагается решить, используя новый подход, заключающийся в многоуровневом структурировании, химической и физической модификации оксидной дисперсной системы катализаторами и ускорительной имплантацией ионов легких газов методами ионно-лучевой имплантации. Этот новый подход, названный иерархическим структурированием, позволит в совокупности использовать уникальные свойства мезо- и наноразмерных функциональных материалов и получить стабильные во времени функциональные структуры с высокими скоростями отклика, высокой чувствительностью и хорошими кинетическими характеристиками для систем оперативного мониторинга состава газов включая летучие летучие органические соединения (ЛОС / VOCs ) в режиме реального времени. Решение данной задачи осуществляется следующими этапами:
- контролируемый синтез и рост трехмерных иерархически структурированных металл-оксидных наноструктур на основе оксидов цинка, вольфрама, свинца, меди и индия в виде монокристаллических пористых нанопластин;
- получение структурных элементов газовых сенсоров в виде трехмерных иерархических наноструктурных оксидов металлов;
- допирование полученных сенсорных структур благородными металлами, например, золотом, и ионами легких газов с целью получения сверхвысокой чувствительности.
Разработка датчиков нового поколения на основе иерархически структурированных наноразмерных металл-оксидных объектов осуществляется с участием индустриального партнера. Методами струйной печати и с использованием прочих жидкостных технологий будут изготовлены и испытаны на соответствующем оборудовании образцы физически модифицированных нанопорошковых функциональных сред. Из функциональных сред будут производиться опытные образцы приборов - сенсоров, готовых к патентованию и коммерциализации. Идейная часть работы, выполняемых при решении данной задачи будет изложена в соответствующих нормативных и технологических документах и РИД.
Проект соответствует задачам индустриального партнера ООО «С-Компонент Дубна», а именно имеется письмо поддержки от предприятия (Исх. № 78/СКД от 11 марта 2025 г.). С партнёром планируется заключить договор на разработку (с использованием ионно-имплантационных порошковых технологий) функциональных материалов для нового типа газовых сенсоров, превосходящих существующие аналоги по уровню чувствительности и быстродействию, что также способствует решению технологических и биомедицинских проблем, а также совершенствованию и усилению антитеррористических мероприятий.
|
| Доступ к ОКОГУ исполнителя |
False
|
| Количество связанных РИД |
0
|
| Количество завершенных ИКРБС |
0
|
| Сумма бюджета |
12000.0
|
| Дата начала |
2025-05-16
|
| Дата окончания |
2027-12-31
|
| Номер контракта |
075-15-2025-202
|
| Дата контракта |
2025-04-04
|
| Количество отчетов |
3
|
| УДК |
539.23 539.216.1
|
| Количество просмотров |
8
|
| Руководитель работы |
Зацепин Анатолий Федорович
|
| Руководитель организации |
Германенко Александр Викторович
|
| Исполнитель |
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "УРАЛЬСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ ПЕРВОГО ПРЕЗИДЕНТА РОССИИ Б.Н. ЕЛЬЦИНА"
|
| Заказчик |
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
|
| Федеральная программа |
Отсутствует
|
| Госпрограмма |
—
|
| Основание НИОКТР |
Соглашение (государственный/муниципальный контракт)
|
| Последний статус |
2025-08-05 10:03:56 UTC, 2025-08-05 10:03:56 UTC
|
| ОКПД |
Датчики многофункциональные
|
| Отраслевой сегмент |
—
|
| Минздрав |
—
|
| Межгосударственная целевая программа |
—
|
| Ключевые слова |
Мультисенсорные системы распознавания; металл-оксидные нанопорошковые сенсоры; иерархически структурированные системы; глобальные системы безопасности
|
| Соисполнители |
—
|
| Типы НИОКТР |
Разработка новых материалов, научно-методических материалов, продуктов, процессов, программ, устройств, типов, элементов, услуг, систем, методов, методик, рекомендаций, предложений, прогнозов; Выбор технологической концепции; Разработка и лабораторная проверка ключевых элементов технологии
|
| Приоритетные направления |
—
|
| Критические технологии |
—
|
| Рубрикатор |
29.19.22 - Физика наноструктур. Низкоразмерные структуры. Мезоскопические структуры
|
| OECD |
—
|
| OESR |
Физика конденсированного состояния (включая физику твердого тела, сверхпроводимость)
|
| Приоритеты научно-технического развития |
а) переход к передовым технологиям проектирования и создания высокотехнологичной продукции, основанным на применении интеллектуальных производственных решений, роботизированных и высокопроизводительных вычислительных систем, новых материалов и химических соединений, результатов обработки больших объемов данных, технологий машинного обучения и искусственного интеллекта;; з) объективную оценку выбросов и поглощения климатически активных веществ, снижение их негативного воздействия на окружающую среду и климат, повышение возможности качественной адаптации экосистем, населения и отраслей экономики к климатическим изменениям;; д) противодействие техногенным, биогенным, социокультурным угрозам, терроризму и экстремистской идеологии, деструктивному иностранному информационно-психологическому воздействию, а также киберугрозам и иным источникам опасности для общества, экономики и государства, укрепление обороноспособности и национальной безопасности страны в условиях роста гибридных угроз;
|
| Регистрационные номера |
—
|
