НОВОСТИ

Современные высокотехнологичные приложения предъявляют высокие требования к используемым материалам, которые далеко не всегда могут быть удовлетворены материалами, имеющимися в распоряжении инженеров. Поэтому необходимо создание новых подходов к разработке материалов, которые могли бы привести к радикальному улучшению какого-то свойства материала или новым комбинациям свойств, не достижимых на сегодняшний день.

Наш подход заключается в гибридизации материалов, под которой понимается совмещение каких-либо элементов различных материалов в одном материале, что позволяет добиться кардинального повышения свойств или расширения функциональности конечного гибридного материала.

Проф. Юрий Эстрин совместно с коллегами предложил способ инжиниринга гибридных материалов за счет использования их сегментации на одинаковые элементарные кирпичики особой формы, позволяющей их самозацепление внутри структуры. Это позволяет проводить гибридизацию материалов различных, даже совершенно разнородных по своей природе классов, за счет объединения идентичных по форме, но различных по природе элементарных блоков. Таким способом можно производить гибриды из металлов, полимеров, стекол, керамики и т.д. Главенствующую роль в дизайне таких материалов играют геометрия и взаимное расположение отдельных составляющих гибрида. Фактически, их размеры и геометрия, ведущие к определенной внутренней архитектуре гибрида вносят в систему дополнительные "степени свободы", играя на которых можно управлять его свойствами.

Новизна нашего подхода к получению гибридных материалов с ультрамелкозернистой или наномасштабной структурой заключается в сочетании дизайна составляющих с различной геометрией и использования для этого методов интенсивной пластической деформации (ИПД), которые при этом наполняются новым смыслом и выходят на новое поле возможных приложений.

Мы предлагаем воспользоваться существующими методами ИПД, а также разработать новые методы ИПД с целью объединения материалов в гибриды с заранее задуманной внутренней архитектурой на макроуровне с одновременной трансформацией микроструктуры в ультрамелкозернистую или наномасштабную структуру. При этом интенсивная пластическая деформация может быть использоваться с двоякой целью - и как метод улучшения свойств отдельных компонентов гибрида за счет измельчения его зеренной структуры, и как способ соединения этих компонентов в гибрид с намеченной внутренней архитектурой.

Основные научные направления:

• Усовершенствование существующих и развитие новых методов получения объемных металлических наноматериалов.

• Дальнейшее развитие концепции гибридных материалов со специальной внутренней архитектурой.

• Синтез вышеуказанных принципов создания новых материалов и реализация их в конкретных технологиях.

• Cоздание новых материалов для медицинских имплантатов с улучшенными механическими свойствами и биосовместимостью, материалов для энергетики, а также многофункциональныx композитов для разнообразных применений, в частности, в автомобильной и авиационной промышленности.

Развитие этого нового направления материаловедения и создание соответствующей научной школы на базе НИТУ "МИСиС" служит цели подготовки студентов и аспирантов в новом перспективном направлении гибридных наноматериалов. Помимо вовлечения студентов в научно-исследовательскую работу, Лаборатория проводит семинары и лекции по темам «Математическое моделирование методом конечных элементов», «Свойства ультрамелкозернистых материалов, полученных методами интенсивной пластической деформации» и др. с привлечением международных специалистов.