Нанокластеры ГЦК-металлов: формирование, структура, свойства
Руководитель доктор физико-математических наук заведующий кафедрой физики и информационных технологий Ю.Я. Гафнер.
Одной из новых областей применения наночастиц серебра стало их использование в плазмонных приложениях, которые определяются сильным взаимодействием между электромагнитной волной и свободными электронами в наноструктурах. Частицы серебра с размером меньшим, чем длина волны видимого света могут сильно поглощать свет из-за явления поверхностного плазмонного резонанса, вследствие коллективной осцилляции электронов проводимости. Частота и интенсивность плазмонного резонанса зависит от распределения поляризационного заряда в наноструктуре, что определяется формой и структурой наночастицы. Таким образом, контроль строения металлической наноструктуры позволяет контролировать длины волн света, которые она рассеивает и поглощает. Исходя из этого, методом молекулярной динамики с использованием модифицированного потенциала сильной связи TB-SMA были исследованы границы термической стабильности исходной ГЦК фазы в кластерах серебра размером до 2.0 нм. Показано, что при размере наночастиц серебра более 200 атомов ГЦК строение кластеров оказывается термически устойчивым вплоть до температуры плавления. Для наночастиц серебра меньшего размера наблюдались многочисленные случаи термически индуцированного изменения кластерной структуры. Таким образом, при использовании малых кластеров серебра в плазмонных приложениях необходимо в обязательном порядке учитывать вопросы термической стабильности их кластерного строения.
Создание новых функционализированных материалов на основе природного минерального и углеводородного сырья
Руководители – канд. хим. наук, доцент, зав. кафедрой химии и геоэкологии С.В. Бортников, канд. хим. наук, доцент Г.А. Горенкова.
В рамках направления на протяжении ряда лет исследуются свойства бентонитовой глины, расположенного на территории республики Хакасия месторождения, «Десятый Хутор». Основная задача исследования – изучение процесса химической модификации природного минерала с целью получения новых материалов с улучшенными свойствами для различных технологических процессов.
Разработка экспериментально-теоретических основ модифицирования ископаемых углей месторождения Хакасии посредством химических превращений, обеспечивающих получение функциональных материалов. Проект направлен на разработку технологий использования угля не в качестве топлива, а в роли природного сырья для получения новых материалов с заданными свойствами, таких как высокоэффективные углеродные сорбенты: сырьё для низкотемпературного извлечения битумоидных смол, восков, гуминовых кислот.
Способы переработки биологических отходов
Руководитель канд. хим. наук, доцент, зав. кафедрой химии и геоэкологии С.В. Бортников.
Создание технологии получения белковых продуктов из кератинсодержащих отходов животноводства путём обработки специальными реагентами, моделируя в лабораторных условиях природные процессы, позволяющие в мягких условиях, не требующих сложного оборудования получать белковые продукты из пера и шерсти. Внедрение подобных технологий открывает возможности утилизации трудноперерабатываемых отходов и получения ценных белковых кормовых добавок, сырья для косметологии и фармацевтики.
Новые подходы в технологиях использования пищевого сырья и переработки биологических отходов
Руководитель канд. сельхоз. наук, доцент А.В. Сумина.
В плане изучения пищевого сырья проводятся исследования содержания биологически активных веществ в зерне и продуктах его переработки, выращенного на территории Республики Хакасии, Республики Тыва и юга Красноярского края в различных агроклиматических условиях. Полученные данные, показывают ценность злаковых культур как источников природных антиоксидантов, что делает их перспективным сырьём для получения функциональных продуктов питания и увеличения их доли на рынке. Кроме того, данные исследования позволят сохранить и возродить национальные традиции в части изготовления продуктов хакаской национальной кухни на основе местного растительного сырья.