✓ Проведено модифицирование эластомерных композиций на основе бутадиен-стирольного каучука и нитрильного каучука.

Введение 5% массовой доли нановолокон Алюминан™ увеличивает прочность изделия на 120%. В настоящее время проводятся работы по переходу к системам с наполнителями (автошины, топливные и масляные шланги, уплотнения и втулки, клеи, герметики, монтажная строительная пена и др.).

✓ Полимерный наполнитель для строительных сэндвич-панелей (минералонаполненный полиэтилен, компания «КРАСПАН»). Достигнуто упрочнение до 200% при введении 0,1% массовой доли нановолокон Алюминан™.

✓ Сверхвысокомолекулярный полиэтилен. Достигнуто упрочнение более 40% при введении 1% массовой доли нановолокон.

Порошковая полиэфирная краска «Эко Лайн Нано» упрочнена нановолокнами оксида алюминия Алюминан™.

Краска рекомендуется для применения на различных металлических конструкциях и корпусных изделиях в машиностроении, производстве электрооборудования, строительных материалов, а также в других отраслях промышленности для защиты изделий от коррозии и увеличения срока их эксплуатации*.

Применение нановолокон Алюминан™ в качестве добавки для порошковой краски позволило добиться следующих характеристик конечного продукта**:

✓ рост прочности на прямой удар — 90%;

✓ рост прочности на обратный удар — 200%;

✓ рост коррозионной стойкости — 40%.

В условиях реальной эксплуатации рост коррозионной стойкости составляет более 40%, поскольку снижается не только скорость коррозии при появлении царапины или пробоя, но и вероятность появления царапины или пробоя;

Краски

✓ повышенная устойчивость к погодным условиям:

— отсутствие потери цвета после полного цикла испытаний на погодные условия (в то время как ближайший аналог меняет свой цвет);

— остаточная прочность на прямой удар выше на 100%, остаточная эластичность выше на 50%.

Промышленное производство краски «Эко Лайн Нано» осуществляется совместно с ООО «Поливест-Железногорск».

* нановолокна Алюминан™ не влияют на расход краски, подготовка окрашиваемой поверхности производится стандартным образом;

** согласно сертифицированным испытаниям по ГОСТ 4765-73, ГОСТ 9.401-2018, ГОСТ 6806-73, а также согласно выходным испытаниям предприятия-изготовителя.

Обзорная статья на сайте КНЦ СО РАН

Скачать тизер (PNG, 2208×2204px)

В качестве биоцидного покрытия предлагаются лакокрасочные покрытия, в состав которых входят наночастицы серебра, полученные новым методом. Данный метод основан на эрозии серебряного электрода электромагнитным излучением и по совокупности технико-экономических параметров превосходит существующие методы получения серебряных коллоидов:

✓ в отличие от традиционных химических методов синтеза, отсутствуют соли или другие соединения серебра;

✓ себестоимость наночастиц серебра ниже, чем у традиционных способов синтеза.

Это обусловлено высокой энергоэффективностью метода, а также отсутствием потребности в очистке полученного коллоида от побочных продуктов реакции.

Преимущество биоцидных лакокрасочных покрытий с наночастицами серебра – практически полностью исключается передача инфекции через окрашенную поверхность.

Целесообразное применение – окраска элементов салона в общественном транспорте и поверхностей в общественных помещениях.

✓ Разработана технология модифицирования огнеупорных бетонов нановолокнами Алюминан™.

Сформирована технологическая документация по модификации карбидокремниевых бетонов и огнеупорной массы NPC-21AC.

Добавка 0,1-0,2 масс.% Алюминан™ увеличивает:

– прочность на сжатие на 60%;

– прочность на изгиб на 40%;

– устойчивость к термоциклированию на 40% и более.

Указанные значения соответствуют первым результатам, ещё до решения задачи оптимизации.

✓ Получены образцы проводящих и диэлектрических паст (ООО «Фокон», Москва). За счёт подавления посредством нановолокон эффекта синерезиса, количество брака снизилось в 4 раза.

✓ Проведено модифицирование гранул носителя катализатора для риформинга и гидроочистки нефти (совместно с ЦНХТ ИК СО РАН). Показано, что добавление 2 масс.% Алюминан™ увеличивает прочность на 60%, что важно с точки зрения увеличения срока эксплуатации катализатора. Успешно проведён процесс гидроочистки нефти на модифицированном катализаторе, ведутся исследования по риформингу.

Материал носителя катализатора – псевдобемит. Данная технология упрочнения подходит также для цеолитных носителей и сорбентов.

✓ Отработана опытно-промышленная технология модификации алюминиевых порошков и их сплавов для 3D-печати.

На текущий момент испытания проводятся на порошке AlSi¹⁰Mg производства АО «РУСАЛ».

В рамках физического моделирования (спекание искро-плазменным методом модифицированного нановолокнами порошка алюминия) было получено 200% упрочнения готового изделия.

Образцы получены в партнерстве с ИЛМИТ, АО «РУСАЛ».

✓ Начаты работы по модификации нановолокнами Алюминан™ расходных материалов (филаментов) для полимерной 3D-печати.

✓ Получено упрочнение на 10% матрицы серебра и существенный рост ковкости при сверхнизкой концентрации Алюминан™ – 0,002% массовой доли.

✓ Предварительные результаты показали, что обеспечивается возможность повышения прочности и износостойкости драгоценных металлов высшей пробы (в первую очередь, золота) до уровня, достаточного для изготовления ювелирных изделий. Как известно, изготовление ювелирных изделий из металла высшей пробы сталкивается с проблемой высокой мягкости и недостаточной износостойкости чистого металла. В связи с этим металл высшей пробы применяется только в виде отдельных вставок. В рамках проекта выдвинута концепция выведения на ювелирный рынок нового продукта – изделий, выполненных целиком из драгоценных металлов высшей пробы, износостойкость которых повышена за счёт введения в металл нановолокон оксида алюминия. Сам металл при этом остаётся чистым (кристаллическая решётка не нарушена атомами легирующей примеси, в частности, практически не меняется электрическое сопротивление металла). Технология позволяет получать и вводить в драгоценный металл также нановолокна сапфира, что может представлять интерес с маркетинговой точки зрения.

✓ Мембраны для разделения жидких сред

Процессы мембранного разделения смесей широко используются в химической, топливно-энергетической, фармацевтической и пищевой отраслях промышленности. Одним из современных направлений в данной области является разработка «умных» мембран, способных изменять свои транспортные свойства за счет внешнего воздействия. В частности, в качестве такого воздействия может выступать электрическое поле, создаваемое в нанопорах мембран с проводящей поверхностью.

Лабораторией ИВМ СО РАН проведены исследования, направленные на синтез мембран на основе нановолокон Алюминан™ с проводящим покрытием. Изучены транспортные свойства данных мембран под действием внешнего электрического поля, а также проведено моделирование соответствующих процессов переноса. Продемонстрирована возможность изменения селективных и проводящих свойств данных мембран с помощью внешнего электрического поля, в частности, осуществлён управляемый транспорт ионов через мембрану.

✓ Аэрозольные фильтры

Разработана лабораторная технология получения композитных аэрозольных фильтров. Роль селективного слоя играет слой нановолокон Алюминан™, роль упрочняющего каркаса играет металлическая микросетка, полученная с применением процессов самоорганизации. Данное решение позволяет снизить толщину селективного слоя нановолокон до величин порядка единиц мкм (вплоть до 1 мкм), с сохранением приемлемой механической прочности системы. Снижение толщины селективного слоя важно с точки зрения понижения сопротивления мембранного фильтра потоку воздуха или иного газа.

Разработана технология покрытия нановолокон Алюминан™ слоем графитизированного углерода заданной толщины. Декорирование углеродом проводится методом пиролиза углеродсодержащей парогазовой смеси.

Данный процесс позволяет получать:

✓ нановолокна Алюминан™ с проводящим покрытием. Данные волокна могут быть применимы в качестве наноструктурированных электродов для гальванических элементов, в качестве материала для «умных» мембран, с управляемыми параметрами и др.;

✓ углеродный слой обеспечивает более эффективный интерфейс с матрицей для ряда упрочняемых нановолокнами материалов;

✓ благодаря углеродному покрытию, структура нановолокон Алюминан™ может быть переведена из гамма-фазы в альфа-фазу посредством отжига, без изменения аспектного соотношения нановолокон, что может иметь значение для ряда приложений.

Синхронный термический анализ нановолокон Алюминан™

Помимо увеличения количества углерода, с ростом времени синтеза растёт и упорядоченность углеродных слоёв, наносимых на нановолокна оксида алюминия. Объективным подтверждением уменьшения числа дефектов в углеродных слоях с ростом времени синтеза являются данные спектроскопии комбинационного рассеяния, которые подтверждают нашу оценку.