LINEBURG


<< Пред. стр.

страница 2
(всего 8)

ОГЛАВЛЕНИЕ

След. стр. >>


Теория информации,
научные основы информационно-вычислительных систем и сетей,
системный анализ

Подготовлена промышленная версия компилятора языка С, обеспечивающего генерацию эффективного кода для цифрового процессора обработки сигналов с широким командным словом. В составе компилятора реализован оптимизирующий постпроцессор, который обеспечивает распараллеливание ассемблерного кода при помощи перебора планов выполнения по методу динамического программирования. (НИИСИ РАН)
Разработана системная методика построения математических моделей оптимизации развития мультимодальных транспортных сетей, учитывающая поведенческие, организационные, экономические и технологические факторы. На ее основе построена экспериментальная модель для анализа и прогнозирования развития сети межгородских автомобильных магистралей РФ, использованная при оценке эффективности инвестиционных проектов реконструкции автомобильных магистралей. (ИСА РАН)
Исследованы с общих позиций оптимальные необратимые процессы в термодинамических и микроэкономических системах. Найдены оценки минимальных затрат энергии для процессов разделения заданной производительности, обобщены на микроэкономические системы соотношения термодинамики необратимых процессов: условия взаимности Онзагера и принцип минимальной диссипации Пригожина для стационарного состояния открытых систем. (ИПС РАН)
Получена асимптотическая верхняя граница для скорости кодов, свободных от перекрытий. Эта граница улучшает известные оценки скорости таких кодов. Для защиты от несанкционированного копирования построены коды с простым алгоритмом идентификации. Метод построения таких кодов позволил существенно улучшить известные результаты для кодов с "цифровыми водяными знаками". (ИППИ РАН)
Проведена разработка экспериментального программного комплекса обнаружения лиц на изображениях с целью включения ЦПТ РАН в состав участников проекта компании Хьюлетт?Паккард по созданию систем организации, хранения и поиска фотоизображений в фотоколлекциях. (ЦПТ РАН)
Предложен новый класс статистических критериев, эффективность которых при тестировании генераторов случайных чисел на несколько порядков выше, чем у лучших известных алгоритмов. Результат сравним с мировым. (ИВТ СО РАН).

Искусственный интеллект, системы распознавания образов,
системы принятия решений при многих критериях

Разработаны методы и алгоритмы оценивания параметров нелинейных моделей систем формирования изображений по малому числу наблюдений. Задача решается на основе сформулированного в ИСОИ РАН принципа согласованности оценок. Предложены методы решения ряда задач оптимизации, основанные на использовании генетических алгоритмов. Разработаны параллельные алгоритмы, ориентированные на использование высокопроизводительных многопроцессорных вычислительных систем. (ИСОИ РАН)


Разработана методика сравнительной оценки алгоритмов выделения границ, реализованная в системе PICASSO и основанная на использовании специального набора искусственно синтезированных тестовых изображений. Предложена 2D-классификация основных типов границ, которые представлены в наборе тестов, сгенерированных с помощью специального редактора изображений, являющегося частью системы PICASSO. Протестировано 6 детекторов границ. Исследованы глобальные методы обработки изображений. (НИИСИ РАН)
Разработан комплекс моделей для имитации атак, объединенных в многоуровневой формальной модели представительного множества атак. Описание проведено в терминах семейства взаимодействующих грамматик, связанных операцией подстановки в грамматиках. Модель позволяет описывать формально большое разнообразие распределенных атак на различных уровнях детальности. Реализован программный прототип системы и проведено его исследование. (СПИИ РАН)
Разработаны основные положения теории метрических пространств множеств и мультимножеств с мерой. Предложены новые виды метрик между измеримыми множествами и мультимножествами, исследованы их особенности и свойства. Введены новые понятия сходимости последовательностей измеримых множеств и мультимножеств почти всюду, по мере, по метрике на пространствах с полной мерой. Рассмотрены метрические и топологические свойства этих пространств. Предложены методы решения задач классификации и упорядочения объектов, которые могут существовать в нескольких "копиях" с отличающимися значениями количественных и качественных признаков. (ИСА РАН)
Создан исследовательский прототип системы, предназначенный для изучения возможностей преодоления проблемы смысловой неадекватности на основе введения в интеллектуальные компьютерные системы Базы понятий, соотносящей слова как имена понятий с содержанием или сущностью этих понятий. (ИППИ РАН)
Разработаны логические и алгоритмические средства для анализа данных посредством интеллектуальных систем, реализующих машинное обучение в базах фактов позитивных и негативных прецедентов изучаемых эффектов. Логические средства реализованы в решателях задач посредством автоматизированных правдоподобных рассуждений, образованных комбинированием индукции, аналогии и абдукции (принятие гипотез о причинах изучаемых эффектов посредством объяснения начального состояния базы фактов). (ВИНИТИ)
Получено теоретическое описание формирования недавно обнаруженных регулярных структур в локально нагреваемой стекающей жидкой пленке. Использовался оригинальный метод частиц для несжимаемой жидкости, распространенный на случай вязкой теплопроводной жидкости с переменным поверхностным натяжением. Проведено численное моделирование конкретного эксперимента. Сравнение результатов показало хорошее качественное и количественное согласие. (ИВМ СО РАН)
На основе анализа целей решаемых задач построены деревья решений, позволяющие осуществлять выбор как конкретной парадигмы нейронной сети (персептрона, RBF-сети, сети метода динамических ядер, самоорганизующихся карт Кохонена), так и ее архитектуры (входных, выходных и промежуточных слоев, методов нормировки, кодирования и т.д.). (ЦИТП РАН)
Разработаны и исследованы качественно новые экономико-математические модели макроэкономической динамики национального дохода региона на основе учета взаимодействия спроса и предложения в рамках уравнения состояния непрерывной модели "вход-выход": модели, содержащие обратные связи в виде карлемановского сдвига временного аргумента; модели, содержащие обратные связи в виде функций Вольтерра; нелинейные математические модели динамики национального дохода. (ИИПРУ КБНЦ РАН)

Системы автоматизации, математические методы исследования сложных управляющих систем и процессов. CALS-технологии

Разработан адаптивный алгоритм поиска оптимального управления дискретной системой с новым типом регулятора в виде временного интервала. За счет этого регулятора достигается большая гибкость в настройке на решаемую задачу. Доказано свойство релаксационности алгоритма и предложен ряд его модификаций. С использованием разработанного алгоритма проведены расчеты оптимальной стратегии развития на модели региона. (ИПС РАН)
Разработаны теоретические и методологические основы информационной безопасности компьютерных систем общего назначения. Формализована модель этой системы, сформулирован критерий защищенности, разработаны модели целостности и конфиденциальности компьютерной системы. Выполнена оценка методов реализации на основе инфраструктуры операционных систем общего назначения. Модель защищенности, включающая в себя драйвер ядра и установочный модуль, реализована на базе операционной системы Windows NT. (ННГУ)
Разработано математическое и программное обеспечение для прогнозирования функционирования транспортных систем крупных городов, включающее модели оценки межрайонных корреспонденций, модального расщепления передвижений по видам транспорта, распределения корреспонденций по транспортному графу. Проведена калибровка модели по реальным данным для транспортной сети Московской агломерации (г. Москвы и ближайших пригородов). (ИСА РАН)
Предложен и разработан принципиально новый и эффективный метод ввода информации в мобильные устройства с помощью пространственных жестов руки, удерживающей мобильное устройство. Жесты "улавливаются" с помощью полупроводниковых инерциальных сенсоров, встроенных в мобильное устройство, и затем выделяются с помощью специальных алгоритмов обработки. Предлагаемый подход естественно дополняет традиционные методы ввода информации в мобильные вычислительные устройства (функциональные клавиши, перьевой - stylus - и голосовой ввод), значительно расширяет их функциональные возможности и является универсальным средством ввода информации. (ИППМ РАН)

Нейроинформатика и биоинформатика

Разработан метод перекодировки бинарных образов в представление в виде векторных нейронов, позволяющий преодолеть негативное влияние корреляций между исходными образами на объем нейросетевой памяти. Переход к векторно-нейронному представлению бинарных образов и использование разработанной ранее параметрической нейронной сети устраняют корреляции и дают экспоненциальное (по параметру перекодировки) увеличение объема ассоциативной памяти.
Разработан фазово-независимый вариант параметрической нейронной сети (ПНС). По объему памяти и помехоустойчивости фазово-независимая ПНС незначительно уступает наилучшим показателям, достигнутым для ПНС-архитектуры в общем случае, зато наиболее предпочтительна с точки зрения реализации ПНС в виде устройства.
Разработаны схемы и модели многоагентных Интернет-систем. Модели предполагают, что многоагентная система состоит из нескольких эволюционирующих подпопуляций агентов, распределенных на узлах Интернета. Разработаны схемы индивидуального обучения Интернет-агентов на основе нейронных сетей (обучение методом обратного распространения ошибки) и метод обучения с подкреплением (с использованием gradient-descent Sarsa-метода). Модели реализованы в виде компьютерных программ. (ИОНТ РАН)

Разработаны методики построения по результатам томографических исследований компьютерных биомоделей в STF формате для различных областей медицины и создана минерал-полимерная композиция для изготовления методом лазерной стереолитографии биосовместимых и биоактивных имплантантов со структурой, подобной структуре костной ткани. (ИПЛИТ РАН)
Найдены новые сигналы регуляции у бактерий и архей. С помощью разработанного алгоритма на суперкомпьютере МВС-1000М (в МСЦ РАН) впервые в мировой генетической науке найдены сигналы аттенюаторной регуляции у альфа- и бета-протеобактерий и даже у грам-положительных бактерий; предсказаны совершенно новые регуляторные системы, основанные на прямом взаимодействии малых молекул с регуляторными структурами РНК в бактериях и археях, которые подтверждены экспериментально.
Получены прямые данные о том, что паннексины действительно формируют щелевые контакты, являющиеся одним из наиболее распространенных механизмов межклеточных взаимодействий у человека и у других позвоночных. Впервые показано, что изолированные нейроны сохраняют способность к избирательному образованию электрических связей, подробно изучены условия, при которых такая избирательность поддерживается или пропадает. Выяснено, что внутринейронные инъекции синтетической мРНК, кодирующей один из паннексинов, специфично влияют на селективность образования электрических связей в нервной системе моллюска, что прямо подтверждает избирательность формирования электрических связей в зависимости от набора белков щелевых контактов. (ИППИ РАН)

Глобальные и интегрированные информационно-телекоммуникационные
системы и сети

Разработано и внедрено программное обеспечение городских (гражданских) компьютерных систем, включающее: систему мониторинга технического состояния городской компьютерной сети; подсистему предоставления услуг IP-телефонии; расчетно-статистическую и биллинговую систему Nadmin; подсистему управления Абонентом своими услугами; специализированную ГИС для компьютерной сети; подсистему поддержки хостинга сайтов абонентов системы телекоммуникаций "Ботик". (ИПС РАН)
Разработана архитектура распределенной системы организации научных расчетов на основе новой модели использования распределенных информационно-алгоритмических ресурсов (ИАР) посредством специальных агентов доступа к ИАР. (ИСА РАН)
Построены два новых алгоритма множественного доступа, не имеющие недостатков, свойственных ранее известным алгоритмам. Новые алгоритмы являются стабильными и отличными от алгоритма ALOHA. Пропускная способность первого из этих алгоритмов ограничена сверху величиной 0,256 пакетов на окно. Второй алгоритм более мощный, чем первый, может работать в канале с захватами и множественным приемом и имеет пропускную способность 0,2891 пакета при тех же условиях, что и первый алгоритм. Все результаты получены для случая пуассоновского входного трафика. (ИППИ РАН)
Создана модель полиномиальной нейронной сети с трёхслойной архитектурой, самонастраивающейся по обучающей базе данных, благодаря чему минимизируется число синаптических связей, необходимых для экономного описания и запоминания понятий и оптимальной классификации генетических данных. Предложенные сети эффективны в задачах распознавания речевых команд и морских объектов, а также прогнозирования градоопасности облаков по отраженным радиолокационным сигналам. (СПИИ РАН)


Архитектура, системные решения и программное обеспечение информационно-вычислительных комплексов новых поколений

Разработан комплекс инструментальных программных средств и методик создания интегрированных медицинских информационных систем ТЕХНОЛОГИЯ ИНТЕРИН, на базе которых реализован и успешно эксплуатируется ряд медицинских информационных систем крупных учреждений здравоохранения. (ИПС РАН)
Разработаны и апробированы новые методы оптимизаций двоичного кода для целевой архитектуры широкого командного слова, что позволяет реализовать новые идеи в области высокопроизводительных архитектур, обеспечивая полную совместимость с созданным программным обеспечением. При проведении цикла этих работ впервые в мировой практике были применены методы аппаратной поддержки технологии двоичной компиляции. (ИМВС РАН)
Предложены варианты реализации супер-ЭВМ на отечественной элементной базе, ориентированные на инженерные расчеты и моделирование трехмерных физических процессов. Выявлен представительный набор задач с регулярным распределением данных в памяти. В этих задачах проанализированы структуры потоков данных между компонентами иерархии памяти вычислительного узла и между вычислительными узлами. Предложена конструкция вычислительного узла на базе арифметического сопроцессора; параметры вычислительного узла оптимизированы на классе рассматриваемых задач при заданных технологических ограничениях. Оценена эффективность супер-ЭВМ на представительном наборе задач. (НИИСИ РАН)
Разработана компьютерная система, позволяющая пользователю создавать ситуативные базы данных для конкретной прикладной области и осуществляющая обработку ситуативной информации, создание ситуативной базы данных, автоматическую генерацию лексического словаря и первичной семантико-синтаксической информации. В ходе работ создана ситуативная база данных для голосового управления летательным объектом. (СПИИ РАН)
Разработана архитектура и система команд масштабируемого векторного процессора, входящего в состав мультиархитектурной вычислительной суперсистемы. Предложенная архитектура векторного процессора не имеет аналогов в мировой практике и позволяет достичь высокой эффективности при решении хорошо векторизуемых задач с большим удельным весом сложных векторных функций. В мультиархитектурной суперсистеме невекторизуемые или плохо векторизуемые задачи, или соответствующие фрагменты задач решаются в скалярной многопроцессорной подсистеме, тесно связанной с векторным процессором через общую полупроводниковую память. Масштабирование векторного процессора и скалярной подсистемы, иерархическое построение памяти обеспечивают, во-первых, хорошее согласование с алгоритмами широкого круга научно-технических задач, а во-вторых, эффективное использование высокочастотных современных и перспективных СБИС. (ИСА РАН)
Разработана архитектура высокопроизводительной информационно-вычислительной системы на новых принципах организации высокопараллельных вычислительных процессов. Представленная архитектура не имеет аналогов в мире и защищена патентом РФ. Создан макет данной архитектуры на программируемых логических интегральных схемах (ПЛИС) фирмы АЛЬТЕРА, подтвердивший основные отличительные качества новой архитектуры. (ИПИ РАН)
Разработан, теоретически обоснован и экспериментально проверен метод структурно-процедурных вычислений в многопроцессорных вычислительных системах с массовым параллелизмом и программируемой архитектурой. (НИИ МВС ТРТУ)

Разработан и создан образец базового многопроцессорного модуля универсального суперкомпьютера с массовым параллелизмом. Базовый модуль является многопроцессорной вычислительной системой, аппаратно и программно совместимой с другими аналогичными базовыми модулями и с современными компьютерами. Это позволяет получить производительность разработанного суперкомпьютера на самом высоком современном мировом уровне в десятки и сотни терафлопс. Базовый модуль содержит 16 макропроцессоров, 64 элементарных процессора, имеет производительность 2,5?1010 опер/с при тактовой частоте 50 МГц, размещен на плате размером 250х330 мм2 и потребляет 30 Вт. Для создания модуля разработана и создана на основе ПЛИС-технологии макропроцессорная элементная база: макропроцессор, контроллер распределенной памяти и макрокоммутатор. (НИИ МВС ТРТУ)

Элементная база микроэлектроники, наноэлектроники и квантовых компьютеров. Материалы для микро- и наноэлектроники. Микросистемная техника. Твердотельная электроника

Исследована новая схемотехника на основе динамической КМОП-логики с восстановлением исходного состояния после прохождения волны обработки данных. В процессе исследований разработаны правила проектирования устройств микропроцессоров с применением новой схемотехники. (ИМВС РАН)
На основе метода молекулярно-лучевой эпитаксии GaAs на подложках с ориентацией {111}А решена проблема формирования планарных p-n переходов с использованием лишь одной легирующей примеси кремния (без использования второй электрически активной примеси). (ИСВЧПЭ РАН)
Исследованы фазовые переходы в системе кремний - имплантированный кислород. Предложен подход к решению задачи моделирования процесса ионного синтеза захороненных оксидных слоёв. Полученные результаты позволят оптимизировать технологические режимы SIMOX- процесса.
На основе открытых "сэндвич"-структур Si-SiO2-W с толщиной оксида порядка десятков нанометров, изготовлены макеты элементов матрицы энергонезависимой электрически перепрограммируемой памяти на самоформирующихся проводящих наноструктурах. Выявлено принципиальное различие в форме вольт-амперных характеристик для приборных структур на кремнии различного типа проводимости Полученные данные позволяют улучшить конструкцию элементов памяти данного типа. (ИМИ РАН)
Разработаны новые методы диагностики многокомпонентных газовых сред. На примере спектроскопической диагностики выхлопов авиационных двигателей продемонстрировано, что широкодиапазонный CO-лазер обладает существенно лучшими возможностями.
Разработаны новые методы модификации пористых материалов с применением сверхкритических сред и формирования и очистки пористых минерал-полимерных композитов с целью создания материалов для направленной регенерации костных тканей и имплантантов нового поколения. (ИПЛИТ РАН)
Впервые в отечественной практике созданы полностью автоматизированные установки плазмо-иммерсионной имплантации бора и фосфора для формирования сверхмелких р-п переходов с глубиной залегания от 100 до 10 нм и установка для плазмо-стимулированного осаждения сложных диэлектрических покрытий с эллипсометрическим контролем параметров осаждаемых слоев in situ и одновременным контролем состава плазмы методом оптической эмиссионной спектроскопии в диапазоне длин волн 400 - 820 нм.
Разработан томограф плазмы на основе эмиссионной спектроскопии, позволяющий проводить измерения 2D-распределения концентрации активных радикалов и ионов в плазмохимических реакторах микроэлектроники.
Впервые создан автономный источник ионов с радиально расходящимся пучком и распыляемой мишенью для осаждения пленок диэлектрических и композиционных материалов, включая магнитные. (ФТехнолИ РАН)

Опто-, радио- и акустоэлектроника, оптическая и СВЧ-связь

Разработана модель эффективного решения задач энергетики с использованием беспроводной передачи энергии на основе современных инфотелекоммуникационных систем. Работа направлена на комплексное исследование инженерных проблем создания энергетических систем, основанных на передаче энергии с помощью сфокусированных пучков электромагнитного излучения. (ЦИТП РАН)
Для мощных СВЧ-транзисторов на двухбарьерных двусторонне легированных Р-НЕМТ гетероструктурах разработаны: новая технология селективного травления гетероструктуры, позволившая почти на порядок увеличить однородность характеристик; операции формирования двойного заглубления затвора, позволяющие достичь рекордно высоких пробивных напряжений транзистора (до 30 В), что обеспечило реализацию с применением этой технологии высоких удельных мощностей (более 1 Вт/мм). (ИСВЧПЭ РАН)
Исследованы возможности создания плазмонных структур для формирования межслойных связей в нейропроцессорах, что позволило начать разработку и изготовление специальной измерительной аппаратуры - автоматизированной установки для исследования спектров поверхностного плазмонного резонанса, поляризационных и эллипсометрических характеристик наноструктур. (ИОНТ РАН)
Разработаны тонкопленочные лазеры с распределенной обратной связью. Изготовлен брэгговский резонатор с решеткой первого порядка на гетероструктурах InP/InGaAsP и GaAs/GaAlAs. Собран и тестирован одночастотный лазер, излучающий в диапазоне 1,5 мкм. (ИПЛИТ РАН)
Показано, что в асимметричной двойной квантовой яме возникает взаимодействие оптической и межподзонной ветвей 2D- плазменных колебаний, а также бесстолкновительное затухание оптических плазмонов при резонансе с межподзонным континуумом. При инверсии заселенностей подзон в области резонанса с межподзонным континуумом возможно усиление плазменных волн оптической ветви в диапазоне частот, определяемом плотностью 2D- электронного газа. Оценки проведены для 2D- газа на основе структуры AlGaAs/GaAs. (ИФП СО РАН)








ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ,
МАШИНОСТРОЕНИЯ, МЕХАНИКИ
И ПРОЦЕССОВ УПРАВЛЕНИЯ

?Академик-секретарь Отделения академик В.Е. Фортов?

Теплофизика

Развит новый статистический метод моделирования бинарной дисперсии и кластеризации инерционных частиц в однородной изотропной турбулентности. Метод основан на получении кинетического уравнения для двухточечной функции плотности вероятности (ФПВ) относительной скорости пары частиц. Он описывает аккумулирование частиц в результате их взаимодействия с турбулентными вихрями. На основе полученного кинетического уравнения для двухточечной ФПВ предложена статистическая модель столкновений и коагуляции частиц. Модель учитывает дополнительное увеличение ядра столкновений (коагуляции) за счет эффекта кластеризации.
Экспериментально исследована интенсификация теплообмена в закризисной зоне работы парогенерирующих труб путем нанесения на их поверхность сферических углублений. Опыты проведены при высоких (18 - 22 МПа) давлениях в условиях подъемного течения кипящей воды и пароводяной смеси. Впервые получено существенное повышение критических тепловых потоков (до 50%) и коэффициентов теплоотдачи (до 4-х кратного) при малом изменении гидравлического сопротивления. Данные по теплообмену обобщены единой расчетной формулой. Результаты представляют большой интерес для прямоточных котлов ТЭС и парогенераторов АЭС с позиций повышения их эксплуатационной надежности. (ИВТ РАН)
Создан электронный справочник ЭКСТРЕМТЕРМО по термодинамическим свойствам веществ при высоких плотностях энергии. Справочник интегрирует расчетные алгоритмы и численные данные разнообразных моделей среды вместе с большими объемами надежной экспериментальной информации. ЭКСТРЕМТЕРМО в равной степени обладает характеристиками банка данных и развитого пакета прикладных программ. (ИТЭС ОИВТ РАН)
Проведены исследования нестационарных режимов горения водородно-воздушных смесей в кумулирующих объёмах. На основе экспериментальных и расчетных данных изучена динамика зарождения и развития процесса взрыва в вершине конуса, приводящего к возникновению экстремально высоких давлений. Исследованы возможности химического подавления взрыва в условиях кумуляции в коническом объёме. Показано, что с помощью ингибитора, представляющего собой смесь пропана, бутана и пропилена, можно в 10 - 20 раз уменьшить максимальную величину давления. (ИТЭС ОИВТ РАН, ИСМАН)
Проведен параметрический численный анализ устойчивости ударной волны в термодинамически неидеальных средах с использованием модельных и реального уравнений состояния. Обнаружено, что при распаде ударной волны с образованием двухволновой структуры (ударная адиабата с изломом) или полной комбинированной волны (ударная адиабата с плавным перегибом) на замыкающей ударной волне может развиваться акустическая неустойчивость. Впервые получен и проанализирован распад ударной волны в области ее неоднозначного представления, перекрывающий на ударной адиабате участок абсолютной неустойчивости L > 1+2M. Показано, что возникающая распадная конфигурация состоит из ударной волны, волны разрежения и разделяющего их контактного разрыва. (ИТЭС ОИВТ РАН, ИАПр РАН)
Разработаны методики и программы расчета схем конверсионных ГТУ по газопаровым циклам с учетом специфики условий работы основного оборудования (турбокомпрессорной группы с "влажным" сжатием и регенеративного теплообменника с впрыском воды). Проведен параметрический анализ схем конверсионных ГТУ в характерном диапазоне параметров (?к = 6?25, То = 1000?1600 К, Nэ = 1?25 МВТ-э). Выбрана оптимальная схема газопаровой ГТУ на базе двигателя ТВЗ-117. Разработаны экспериментальные участки для проведения исследований газопаровых циклов на энергокомплексе ГТЭ-1500. (НТЦ ЭПУ ОИВТ РАН)
Продолжены исследования гидродинамических и теплофизических процессов, лежащих в основе эффектов возбуждения колебаний давления в потоках несжимаемой жидкости и формирования волновых полей в продуктивных пластах, а также изучение механизма влияния различных факторов на процесс фильтрации в них при совмещении волнового, теплового и физико-химического воздействия. В результате установлена возможность достижения синергетического эффекта при совмещении различных методов воздействия и, что особенно важно - при совмещении с методами заводнения, с помощью которых добывается свыше 80 % нефти. Исследован механизм и определены условия максимального проявления синергетического эффекта. Тем самым открыта возможность коренного повышения нефтеотдачи пластов и энергосбережения.
Получены новые экспериментальные данные по пространственно-временной взаимосвязи гидродинамических и тепловых параметров в турбулентном потоке. Выполнены измерения и систематизированы экспериментальные данные по характеристикам турбулентности во внутренних дозвуковых течениях со стационарным и периодически изменяющимся градиентом давления. Выявлены закономерности корреляций локальных мгновенных гидродинамических и тепловых параметров в градиентных потоках. Полученные данные способствуют совершенствованию методов моделирования процессов в энергоустановках. (ОЭ КазНЦ РАН)

Атомная энергетика

Совместно с организациями Минатома России (Отраслевой центр по расчетным кодам, СПб Атомэнергопроект), федеральными научными центрами (ВНИИЭФ и РНЦ "Курчатовский Институт") при головной роли ИБРАЭ РАН разработан интегральный российский код РАТЕГ-СВЕЧА по анализу безопасности АЭС. Основу интегрального кода составляют программа РАТЕГ, разработанная во ВНИИЭФ и моделирующая теплогидравлические процессы, и программа СВЕЧА, разработанная в ИБРАЭ РАН, моделирующая раннюю стадию разрушения активной зоны реактора. Программа СВЕЧА включает комплекс моделей физико-химического взаимодействия материалов при разогреве активной зоны, вызванной потерей теплоносителя, модели стекания жидких компонентов и механического поведения оболочки ТВЭЛов, выхода продуктов деления. РАТЕГ-СВЕЧА используется для анализа безопасности Тяньваньской АЭС с реактором ВВЭР-1000. (ИБРАЭ РАН)
Разработан новый подход для численного моделирования процессов тепломассопереноса для анализа тяжелых аварий на АЭС, на основе которого созданы гидродинамические коды CONV2D и CONV3D, позволяющие анализировать процессы диффузии/конвекции с учетом плавления, в том числе бинарных смесей. Коды верифицированы на широкой базе экспериментальных данных. Разработаны модели формирования твердых структур на границе расплава реакторных материалов с учетом реальных фазовых диаграмм состояний, а также проведены численные расчеты по моделированию крупномасштабных экспериментов, проводимых в рамках международного проекта ОЭСР РАСПЛАВ-МАСКА по исследованию поведения прототипных материалов активной зоны на днище корпуса реактора и их
взаимодействий. Головным исполнителем проекта является ИПБЯЭ РНЦ "Курчатовский институт". Расчетно-теоретическое сопровождение экспериментальных исследований в проекте возложено на ИБРАЭ РАН.
Проведены исследования физических процессов, происходящих при повторном заливе реактора водой в условиях тяжелой аварии, разработана модель и компьютерные программы, включающие самосогласованное описание различных физических явлений. Работа проведена в тесном сотрудничестве с Исследовательским центром Карлсруэ (ФРГ, FZK, Karlsruhe). Развитая модель прошла тестирование на мелкомасштабных (один топливный стержень) экспериментах FZK. Экспериментальный цикл состоял из 28 модельных экспериментов, которые позволили всесторонне верифицировать модель и показали адекватность описания физических процессов. Дополнительно модель тестирована на крупномасштабных экспериментах FZK посредством описания физико-химического поведения центрального стержня в 20-твэльной сборке.
Для анализа безопасности захоронений долгоживущих радионуклидов в геологических формациях и, в частности, процессов их миграции в сильно неоднородных средах с полным и неполным влагонасыщением разработана новая математическая модель процессов переноса примесей в сильно неупорядоченных средах, обладающих фрактальными свойствами. Модель основана на новых эффективных численных методах решения одномерных и многомерных прямых задач дробной диффузии с дробными дисперсионными потоками и дробной производной по времени, а также использовании искусственных нейронных сетей для решения обратной задачи дробной диффузии при определении неизвестных параметров оператора дробной диффузии, характеризующих фундаментальные свойства среды захоронения, по данным натурных измерений, получаемых из трассерных экспериментов. (ИБРАЭ РАН)
Проведены исследования и конструкторские разработки по созданию перспективных блоков АЭС мощностью 1500 Мвт с числом оборотов ротора 3000 об./ мин. Определены возможности значительного увеличения размеров лопаток последних ступеней цилиндра низкого давления из титанового сплава, а также использование совмещенного цилиндра высокого и среднего давления с промежуточной сепарацией пара. Работа направлена на создание высокоэкономичной и надежной турбины большой мощности. (ВНИИАМ, ЛМЗ)
Предложена конструкция реакторной установки и технические решения по энергоблоку, обеспечивающие возможность создания конкурентоспособного быстрого натриевого реактора-размножителя для крупномасштабной ядерной энергетики, отвечающего требованиям высокой безопасности. Определены работы по совершенствованию активной зоны реактора типа БН-1800 и по созданию корпусного парогенератора с закритическими параметрами пара. (ФГУП ОКБ Машиностроения)
Разработаны критерии оценки эффективности, повышения безопасности АЭС на основе учёта удельной стоимости снижения риска. При этом учтены следующие виды риска: материальный, экономический, социальный и политический риск, а также снижение полного системного риска АЭС с ВВЭР. Разработаны методики для обоснования повышения безопасности и структурной надёжности АЭС с ВВЭР. Получена методика, позволяющая определять оптимальные параметры системы теплоснабжения от АЭС. Проведены исследования различных схем теплоснабжения с учетом удаленности теплоисточника, надежности и экологической безопасности теплоснабжения от АЭС. Выполнена оценка системной и социальной эффективности теплоснабжения от АЭС. (ОЭП СНЦ РАН)




Электрофизика

Получены новые данные по свойствам криогенной плазмы. Выполнено пионерское экспериментальное исследование неидеальной "пылевой" плазмы с температурой 5-10 K и обнаружены плазменно-пылевые объекты макроскопических размеров со свободной границей, характерные для фазовых переходов с образованием конденсированной фазы. Впервые для криогенной плазмы получены данные о зависимости частоты ионизации и скорости дрейфа электронов от поля в молекулярной жидкости в сильном электрическом поле. (ИВТ РАН)
Выполнено комплексное экспериментальное исследование динамики макрочастиц в плазме высокочастотного емкостного разряда и тлеющего разряда постоянного тока. Эксперименты в пылевой плазме тлеющего разряда проводились на земле и в условиях микрогравитации (орбитальный комплекс "Мир" и Международная космическая станция). Измерены парные корреляционные функции, температуры и коэффициенты диффузии макрочастиц в широком диапазоне параметров пылевой плазмы.
Выполнен комплекс расчетно-теоретических и экспериментальных исследований с целью моделирования воздействия внешних электромагнитных полей, создаваемых естественными (молнии) и искусственными (диверсионные устройства) источниками сильных нестационарных токов. На основе взрывомагнитного генератора создан мобильный имитатор токов молнии, испытанный на заземляющих опорах линий электропередач (ЛЭП) и молниеотводах. С помощью малогабаритного наносекундного генератора импульсных напряжений смоделированы условия несанкционированного внешнего воздействия на высоковольтные изоляторы мощной ЛЭП, исследована деградация изоляторов и их разрушение. (ИТЭС ОИВТ РАН)
Проведены исследования особых свойств электродинамических систем из материалов с отрицательными значениями диэлектрической и магнитной проницаемостей. Исследованы эффекты отрицательного преломления, прохождения потоков энергии и особенности фокусировки. Рассмотрены источники в виде нитей электрического тока, расположенных вблизи фокусирующей пластины. Впервые экспериментально и теоретически получено изображение источников, расстояние между которыми существенно меньше длины волны. Таким образом, удалось на практике преодолеть ограничение на степень детализации изображения, известное как "дифракционный предел". Это в перспективе может стать основой технологического прорыва в микроэлектронике и в технологии производства фокусирующих систем, антенн, специальных материалов. (ИТПЭ ОИВТ РАН)
В совместной работе с японскими учёными (Университет г. Осака) в 2002-2003 годах изучен механизм действия допирующих добавок фуллерена, приводящий к тушению люминесценции и значительному увеличению квантового выхода образования свободных носителей заряда и являющийся важным, в частности для фотовольтаических преобразователей солнечной энергии в электрическую. Использование нового двухимпульсного лазерного метода, предложенного в ИНЭПХФ РАН, позволило разрешить во времени процесс образования свободных носителей заряда, измерить времена жизни предшествующих стадий в области пикосекунд и показать высокую эффективность разделения зарядов в допированных полимерах. Получены экспериментальные доказательства проявления поляронных пар в кинетике фотопроводимости в области пикосекунд, регистрируемой двухимпульсным лазерным методом.
В рамках диффузионной модели возбуждения одноатомного газа электронным ударом в электрическом поле большой напряженности удалось объяснить связь между дрейфовой скоростью избыточных электронов, скоростью возбуждения атомов и напряженностью электрического поля для инертных газов. Показано, что при напряженности электрического поля выше порога люминесценции неупругие соударения с атомами инертного газа становятся основным механизмом потерь энергии для электронов. Полученные закономерности хорошо описывают особенности электролюминесценции и электронного дрейфа в сильном электрическом поле в газообразном ксеноне. (ИНЭПХФ РАН)
Впервые выполнен комплекс широкомасштабных исследований свойств импульсных дуг мегаамперного диапазона в сверхплотных газовых средах (в водороде и воздухе). В результате измерений электрических и оптических характеристик дуг определены основные параметры плазмы в канале разряда и обнаружены новые физические явления, характерные для импульсных разрядов в водороде при начальной концентрации выше 1022 см -3. Главными из них являются: рост напряженности поля в канале разряда при увеличении начальной плотности газа и амплитуды разрядного тока, уменьшение диаметра канала дуги по мере роста давления окружающего газа, повышение температуры столба дуги ( до 30 эВ при амплитуде разрядного тока 250 - 300 кА). Результаты исследований излучательных характеристик дуги позволят создать источники ультрафиолетового и рентгеновского излучения с большим энергетическим выходом.
На основе исследований импульсных дуг мегаамперного диапазона создана конструкция гиперскоросного ускорителя сочетающего адиабатическое сжатие водорода с последующим дуговым нагревом, имеющая значительные преимущества по сравнению с другими типами ускорителей. Результаты исследований являются основой для создания новых типов мощных плазмотронов и на их базе новых технологий. (ИПЭФ РАН)
Впервые реализован сверхбыстрый механизм коммутации тока в полупроводниках на основе туннельно-ударного ионизационного фронта. При подаче на прибор, содержащий 20 последовательно соединенных кремниевых структур, обратного напряжения величиной 200 кВ за время 1 нс происходит заполнение структур плазмой и коммутация тока в нагрузку за время около 200 пс. Фронт импульса напряжения лежит в диапазоне 200-250 пс, а максимальные скорости роста тока и напряжения составляют 10 кА/нс и 500 кВ/нс соответственно. (ИЭФ УрО РАН)

Экология энергетики

Проведен комплекс исследований по сравнительной оценке экологических рисков. Сравнительный анализ последствий техногенного воздействия, обусловленного поступлением загрязняющих веществ (радиоактивных и химических) в окружающую среду с выбросами и сбросами предприятий ядерного топливного цикла и других отраслей экономики, позволил определить вклад предприятий атомной энергетики и промышленности в обострение экологической ситуации в районах их размещения. Выполнены оценки рисков для здоровья населения, как в региональном масштабе, так и в целом по России. Показано, что роль радиационного фактора среди других техногенных рисков пренебрежимо мала, а по ряду химических загрязнителей и по содержанию в атмосферном воздухе взвешенных частиц риски находятся на неприемлемо высоком уровне.
Для исследования аварийных выбросов на АЭС при высокоскоростном истечении газов с большим потоком плавучести разработан компьютерный код HeavyGas по анализу рассеивания газов с отличной от воздуха плотностью. В основу кода положена лагранжева стохастическая модель переноса, модифицированная с целью учета эффектов плавучести. При этом каждая пробная точка или элементарное облако получает свою плавучесть, которая вместе с турбулентной диффузией определяет ее траекторию. Модель позволяет в рамках единого алгоритма описать как начальную стадию, включающую любую нестационарную конвекцию при отличной от воздуха плотности выброса, так и дальнейшие фазы распространения в атмосфере. В России подобная модель создана впервые. (ИБРАЭ РАН)
Разработан метод генерации анион- и катион-радикалов неполярных молекул в электроспрейном ионном источнике (ИИ) масс-спектрометра и предложена оригинальная конструкция ИИ, которая позволяет эффективно анализировать фуллерены, эндометаллофуллерены и их производные, а также молекулярные комплексы с минимальной степенью фрагментации, реализуя процесс "мягкой" ионизации при масс-спектрометрическом изучении объектов.
Выявлена природа окисления диоксида серы в капельной фазе конвективного облака в нижней атмосфере. Найдено, что в дневное время течение этого процесса в фоновой атмосфере, т.е. в отсутствии в капельной влаге ионов переходных металлов, определяют в основном жидкофазные реакции. Впервые выявлен факт существования размерных эффектов в жидкофазных реакциях окисления естественных и антропогенных выбросов диоксида серы в облачных каплях. Наибольшая скорость этого процесса достигается в самых мелких каплях (?1 мкм). Способность таких капель ускорять процесс обусловлена захватом из газа радикалов ОН и НО2, инициирующих цепное окисление SO2 > H2SO4. В каплях бoльших размеров цепная реакция вырождается из-за уменьшения потоков этих радикалов в объем капли, а динамика самоочищения атмосферы резко замедляется. (ИНЭПХФ РАН)

Общая энергетика

Завершен цикл исследований эффективных направлений энергетической политики России. Скоординированными усилиями институтов ОЭММПУ, ООН и ОНЗ создано методическое обеспечение и научное обоснование основных положений "Энергетической стратегии Российской Федерации на период до 2020 года", утвержденной Правительством РФ (постановление от 28 августа 2003 г.)
В рамках разработки Энергетической стратегии и для конкретизации ее положений выполнен ряд исследований по перспективам развития основных отраслей ТЭК России. Разработана "Стратегия развития ОАО "Газпром" в рамках Энергетической стратегии на период до 2020г. Научное обоснование концепции реформирования рынка газа". В рамках этого исследования сформирована производственно-инвестиционная стратегия развития газовой отрасли, обеспечивающая покрытие спроса на газ с оптимальным распределением инвестиционной нагрузки между основными производителями газа обоснован рациональный вариант реформирования рынка газа с учетом влияния изменения цены газа на темпы социально-экономического развития России, отраслей ? газопроизводителей и жизненный уровень населения.
Разработаны "Сценарные условия функционирования электроэнергетики на 5 лет". Работа содержит методические рекомендации и численные оценки сценарных условий функционирования энергетики на период 2004-2008 гг.: планируемые темпы экономического развития страны, экспортно-импортные отношения с другими странами, ожидаемые структурные изменения и темпы реализации экономических реформ, требования Энергетической стратегии по структурным преобразованиям электроэнергетики и ТЭК и т.д. Сценарные условия развития электроэнергетики и Холдинга РАО "ЕЭС России" определены для двух вариантов экономического развития страны с учетом разных темпов роста внутреннего электропотребления и теплопотребления, разных цен топлива и предельных цен электроэнергии, приемлемых для обеспечения конкурентоспособности основных отраслей народного хозяйства. С учетом рекомендованных решений Правлением РАО "ЕЭС России" была выбрана наиболее предпочтительная инвестиционная стратегия Холдинга на 2004-2008 гг. (ИНЭИ РАН)

Развит методический инструментарий для оценки макроэкономических последствий изменения цен на энергоносители. Разработана и реализована на ПК имитационная модель (ИНТАР), позволяющая определять требуемую динамику тарифов, необходимую для обеспечения финансовыми ресурсами заданного развития электроэнергетики страны и отдельных энергетических компаний. При этом учитываются изменения условий эксплуатации (цены на топливо, нормы амортизации), технико-экономических показателей рассматриваемых типов электростанций (ТЭС на угле и газе, ПГУ, АЭС, ГЭС), налогов, условий кредитования, сроков строительства, имеющихся строительных заделов, возможностей модернизации существующих станций и других факторов. (ИСЭ СО РАН)
Установлена высокая эффективность технологических систем для бинарных ГеоЭС на основе сверхкритических термодинамических циклов. Показано что, наиболее эффективным является приближенный к "треугольному" сверхкритический цикл, при котором мощность энергоустановки возрастает до 30% по сравнению с докритическим циклом. (ИПГ ДНЦ РАН)
Проведены исследования и на их основе разработана концепция создания нового типа высокоэффективных станций для децентрализованной (локальной) энергетики. Обоснована целесообразность и эффективность создания систем и оборудования малой (локальной) децентрализованной энергетики для обеспечения энергетической безопасности путем устойчивого снабжения энергией потребителей различного назначения. (ОЭЭП РАН)
Проблемы машиностроения

Разработан и прошел квалификационные испытания электроракетный двигатель (ЭРД) холловского типа малой мощности КМ-45. Двигатель предназначен для использования в составе двигательных установок малых геостационарных космических аппаратов и расчитан на работу в диапазоне мощности 200- 400 Вт. Создан и введен в эксплуатацию стенд для испытаний мощных ЭРД. Вакуумная камера объемом 90 м3 имеет диаметр 3,8 м и длину 8 м. Данный стенд, являясь одним из крупнейших специализированных стендов в Европе, существенно расширяет возможности по созданию и отработке мощных ЭРД для перспективных космических аппаратов. (ФГУП Центр им. Келдыша)
Разработан экспериментальный образец мощного стационарного двигателя (СПД-140) для решения транспортных задач в дальнем космосе. Разработана методика и проведены его ускоренные ресурсные испытания, показавшие возможность достижения ресурса до 10 тысяч часов. (НИИПМЭ МАИ)
Предложена методика оценки (нормирования) безопасности космической техники и космических полетов, а также разработаны основы методологии формирования космических экипажей МКС с позиции минимизации риска. Результаты решения этих задач найдут непосредственное применение при разработке Технических регламентов. (ЦНИИМАШ)
Сформулирован технический облик целевой аппаратуры автоматической межпланетной станции, предназначенной для исследования естественных спутников дальних планет Солнечной системы. Предложены и обоснованы пути решения технических проблем реализации проекта "Автоматическая межпланетная станция". (ЦНИИМАШ, ФГУП Центр им. Келдыша)
Разработана установка для испытаний подшипников на холодном газообразном азоте и жидком водороде. Выполняемые работы позволят создать типовую конструкцию высокоскоростных шарикоподшипников для турбонасосных агрегатов перспективных ЖРД, в том числе кислородно-водородных ЖРД верхних ступеней и разгонных блоков, ЯРД и энергетических установок КА многоразового применения и длительного ресурса. (ФГУП КБ Химавтоматики)
Разработана компьютерная модель ЖРД, предназначенная для анализа вибраций и динамической прочности элементов конструкции двигателей при различных видах транспортирования (автомобильный транспорт, железная дорога) и эксплуатации. Проведен анализ вынужденных колебаний элементов двигателя, определены их динамическая напряженность и долговечность при воздействии вибрации. (ФГУП КБ Химавтоматики, ИМАШ РАН)
Разработаны методы и средства дистанционного оптико-электронного контроля чистоты сжатого воздуха, используемого в стартовых ракетно-космических комплексах, обеспечивающего повышение надежности и безопасности функционирования бортовой аппаратуры космических аппаратов. Полученные технические характеристики средств контроля значительно превосходят данные отечественных и зарубежных аналогов, защищены патентом РФ и готовы к практическому использованию на стартовых комплексах. (ФГУП КБОМ)
Создан автономный необитаемый подводный аппарат для поиска и обследования полей сульфидных корок в районах с глубинами до 6000 метров. Разработаны программные средства системы управления аппаратом для работы в условиях сложного рельефа дна. (ИПМТ ДВО РАН, Институт автоматики КНР)
Разработан и испытан морской акустический томограф, позволяющий визуализировать горизонтальный разрез морского дна на заданной глубине. (ИПМТ ДВО РАН)
Разработан метод исследования релейных автоколебательных воздушно-динамических рулевых приводов, включающий определение условий возникновения автоколебаний, их параметров и критерий устойчивости. Исследованы особенности динамики приводов с цифровым управлением. (ГУП "КБ приборостроения", ТГУ)
Экспериментально и теоретически обоснована возможность использования явления вибрационной инжекции газа в жидкость, открытое в ИПМАШ РАН и НПК "Механобр-техника" в 2000 г., для создания новых высокоэффективных вибрационных грохотов и флотационных машин. Это явление, состоит в интенсивном засасывании воздуха в вибрирующий сосуд с жидкостью через отверстия в его нижней части. (ИПМАШ РАН, НПК "Механобр-техника")
Создан экспериментальный образец технологического СО2 - лазера диффузионного типа с ВЧ - накачкой мощностью 300 Вт. Разработана технология использования катализатора в высокочастотном разряде с целью получения большего КПД. Работа направлена на создание надежных, экономичных и компактных технологических лазеров для резки неметаллических материалов и тонких листовых металлов. (ИПМех РАН)
В результате экспериментальных исследований и компьютерного моделирования предложен способ движения пушпульных микросхем с электромагнитными движителями, состоящий в формировании частотно-управляемого движения в ограниченных пространствах (трубках, щелях), поверхности которых обладают минимальным трением. Экспериментально установлена возможность движения таких систем внутри наклонно и вертикально расположенных трубок малых диаметров с различными радиусами кривизны. (ИПМех РАН)
Разработана, изготовлена и испытана опытная партия композитных охладителей силовых полупроводниковых приборов (СПП) с надежным эффективным термоэластичным контактом на границе металл-керамика. Испытания подтвердили их надежность и высокую эффективность на всех режимах эксплуатации СПП. На основе разработок могут быть созданы керамические молекулярные мембраны для разделения высокотемпературных смесей СО и Н2 в топливных системах с использованием топливных элементов на основе твердо полимерных электролитов, микроГТД и гибридных двигателях. (НИЦ "Тепловые керамические двигатели")

Исследовано формирование электроизоляционных керамических покрытий детонационным способом. За счет оптимизации напыления улучшена электрическая прочность "тонких" покрытий на 20-30%, а "толстых" в несколько раз. Разработана программа компьютерного управления процессом детонационной обработки. Выполнена надежная электроизоляция элементов электрофизических установок, работающих при напряжениях до 5 кВ в условиях повышенной радиации. (ИГиЛ СО РАН)
Рассмотрены процессы воздействия интенсивного морского волнения на заякоренные объекты. Исследованы нелинейные колебания и качка терминалов и хранилищ, обеспечивающих работу морских комплексов на нефтедобыче. Получены теоретические зависимости, необходимые для проектирования и выбора для таких объектов оптимальных обводов, которые обеспечивают резкое уменьшение амплитуд колебаний и ускорений при качке. Разработан программный комплекс расчета нелинейных колебаний и качки плавучих объектов на интенсивном морском волнении. Результаты работы позволяют обеспечить эксплуатацию морских терминалов и хранилищ при высоте волн 20 и более метров. Разработка выполнена в рамках совместного проекта с фирмой "Moss Meritime a.s." (Норвегия) и предложена на мировой рынок. (ФГУП ГНЦ "ЦНИИ им. А.Н.Крылова")
Разработаны технологические режимы равноканального углового прессования магниевых сплавов, обеспечивающие формирование субмикрокристаллической структуры и высокие прочностные характеристики сплавов. Определены оптимальные температурно-скоростные режимы деформации указанных сплавов в условиях низкотемпературной сверхпластичности. Максимальное удлинение для сплава системы Mg-Zn достигает 800%. Указанные характеристики значительно превосходят зарубежные аналоги. Полученные результаты могут найти применение в авиационной и автомобильной промышленности при изготовлении высокопрочных изделий из магниевых сплавов. (НФ ИМАШ РАН)
Показано, что применение структурно-неоднородных заготовок из токопроводящих материалов с поверхностным слоем, модифицированным электроимпульсной обработкой, обеспечивает снижение максимальных значений силы деформирования и параметра поврежденности до 40%, что позволяет существенно снизить трудоемкость получения полуфабрикатов для машиностроения с субмикро- и нанокристаллической структурами, методами интенсивной пластической деформации, в частности, равноканальным угловым прессованием и осадкой с кручением. (ИПСМ РАН)
Выявлено, что создание наноструктурных состояний в тонких поверхностных слоях и нанесение на рабочие поверхности тонких наноструктурных покрытий позволяет повысить пластические характеристики конструкционных материалов. Разработаны, не имеющие аналогов, технологии создания наноструктур в поверхностных слоях конструкций и нанесения на них наноструктурных покрытий. (ИФПМ СО РАН, ИМАШ РАН, ИМЕТ РАН)
Сформулированы основные положения гетерогенного плазмохимического синтеза нитридных покрытий в условиях ионной бомбардировки при ионно-плазменном вакуумном напылении. Разработана математическая модель и программное обеспечение плазмохимического синтеза в условиях ионной бомбардировки, которое дает возможность по заданным параметрам напыления и физико-химическим параметрам взаимодействующих частиц и частиц поверхностного слоя твердого тела, рассчитать скорость роста, показатель стехиометрии полученных нитридных покрытий, эффективность использования напыляемых материалов и предсказать преобладающий механизм роста и вид структуры кристаллитов покрытия. (НИИ технологий и проблем качества при СГАУ)

Предложен метод построения уточненных моделей слоистых оболочечных элементов конструкций из композиционных материалов. Получены аппроксимации для деформаций и перемещений, с помощью которых можно моделировать быстроизменяющиеся поля краевого эффекта и достигать приемлемой точности численного решения на более крупной сетке, чем требует традиционная сплайн-аппроксимация. (ИПРИМ РАН)
Выполнен анализ влияния факторов технологической наследственности в сочетании с эксплуатационной нагруженностью. Показано, что высокоэффективные с экономической точки зрения взрывные технологии запрессовки теплообменных труб и специальные виды сварки создают повышенные уровни остаточных усилий и напряжений, приводят к исчерпанию локальной пластичности и росту местных напряжений в зоне концентрации. Эти повреждающие технологические и эксплуатационные факторы, а также сопутствующие воздействия коррозионной среды, потоки теплоносителя и газовые потоки с высокими и низкими скоростями деформирования являются одной из причин многократного (до 3-10 раз) снижения ресурса. Установлены ограничения в использовании взрывных технологий и сварки. Предложены методы для оценки ресурса и безопасности атомных реакторов и стартовых комплексов для ракетно-космических систем. (ИМАШ РАН, ФГУП ОКБМ, ОКБ "Гидропресс", ЦНИИТМАШ, ВНИИАЭС, ЦНИИ КМ "Прометей")
Предложены и обоснованы критерии работоспособности магистральных трубопроводов - прочности, долговечности и трещиностойкости, основанные на дефектоскопическом анализе технического состояния, на данных лабораторных и стендовых испытаний образцов и моделей, на основании механизмов деградации и повреждений. (ИМАШ РАН)
Разработаны расчетные модели, описывающие появления повреждений и разрушение зданий под действием сейсмических и ударных нагрузок. Предложены расчетные схемы, основанные на представлении конструкции в виде сочетания повреждаемых элементов и абсолютно жестких блоков. Показано, что такие схемы позволяют значительно упростить анализ динамического поведения многоэтажных зданий при сейсмических и внешних взрывных воздействиях, а также сократить объем вычислений, особенно при переходе к вероятностно-статистическим моделям. Полученные результаты могут быть использованы при создании новых строительных норм расчета сооружений на сейсмические воздействия. (МЭИ, ИМАШ РАН)
Разработаны теория и метод выбора оптимальной формы поверхностей тел качения для роликовых подшипников и прямозубых зубчатых передач из условия снижения пиков концентрации контактных давлений по краям линии контакта, вызываемые краевыми эффектами и перекосами валов. (ИМАШ РАН)
Поставлена и решена контактная задача о скольжении вязкоупругих тел с учетом их адгезионного взаимодействия. В результате получены аналитические выражения для контактного давления и перемещений границы вязкоупругого тела вне области контакта, а также система алгебраических уравнений для определения границ области контакта и области адгезионного взаимодействия поверхностей, которая решалась численно. Исследовано совместное влияние адгезии и несовершенной упругости на контактные характеристики и деформационную составляющую силы трения. Показано, что вязкоупругие тела, не находящиеся в контакте, но взаимодействующие посредством сил адгезионного притяжения, могут вступить в контакт при увеличении скорости относительного скольжения. (ИПМех РАН)
На основе исследований трибохимических процессов в сверхвысокомолекулярном полиэтилене (СВМПЭ) применяемом в качестве полимерных вкладышей тазобедренного сустава человека, разработан материал, обладающий высокой трибоокислительной стабильностью на основе СВМПЭ, импрегнированного комплексом серебра в среде сверхкритической двуокиси углерода. (ИНЭОС РАН, ИПЛИТ РАН).

Разработан метод повышения смазочной способности масел путем предварительного нанесения на поверхности трения монокристаллического углеродного покрытия-ориентанта, применение которого обеспечивает расширение температурного диапазона эффективного действия смазочных масел, снижение коэффициента трения и повышение противоизносных свойств сопряжений. (ИМАШ РАН, МГУ)
Разработана технология неразрушающего контроля узлов деталей из неметаллических композиционных материалов, в том числе изделий из сферопластиков, монолитных и интегральных сотовых конструкций с использованием малогабаритной рентгенотелевизионной установки. Технология позволяет обнаруживать дефекты, связанные с геометрическими нарушениями сот и их соединений, а также выявлять инородные включения и существенно сокращает время проведения контроля и экспресс-диагностики при производстве, ремонте и эксплуатации авиационной техники. (ВИАМ)
Создан непрерывный СО2 - лазер мощностью 8 кВт с дифракционным качеством пучка при использовании резонатора с пространственной фильтрацией излучения и оптимизацией параметров системы накачки и резонатора. Мощность повышена вдвое по сравнению с промышленными лазерами. ( ИТПМ СО РАН)

Механика

Теоретически и экспериментально показано, что неустойчивость метаемых взрывом пластин и оболочек может быть использована как новый механизм кумуляции их энергии и импульса. В ряде приложений этот вид кумуляции может быть более эффективным, чем классическая кумуляция в струях. (ИМех МГУ)
Разработана компьютерная радиационно-газодинамическая модель спускаемых космических аппаратов, предназначенных для посадки на поверхность Марса с последующим возращением на Землю. Разработана трехмерная модель переноса селективного теплового излучения во всей области возмущенного течения, от головной ударной волны до дальнего следа. Выполнены траекторные расчеты спуска в атмосфере Марса космических аппаратов (КА) разной формы (российский сегментально-конический КА, Pathfinder, космический аппарат европейского космического агенства - MSRO). Получены оценки интенсивности конвективного и радиационного нагрева спускаемых аппаратов и скорости уноса массы рассмотренных аблирующих ТЗП. (ИПМех РАН, ЦАГИ, ИМех МГУ)
Исследована динамика коллапсирующих пузырьков и пузырьковых кластеров. Уточнен расчет температур, давлений и плотностей внутри парового пузырька в момент его интенсивного сжатия в акустическом поле. Разработаны широкодиапазонные уравнения состояния дейтерированных ацетона и бензола с выделением области критической точки. (ИМ УНЦ РАН)
Установлено ассимптотическое соответствие моделей описания неизотермического движения жидкости в замкнутой полости: уравнения Навье?Стокса, уравнения конвекции слабосжимаемой жидкости, уравнения микроконвекции и уравнения Обербека?Буссинеска, каждая последующая получается из предыдущей предельным переходом по соответствующим малым. (ИГиЛ СО РАН)
Разработаны теории неупругого деформирования сред с учетом их структуры (в том числе изменяемой) и развития повреждаемости. Теории позволяют описать процессы локализации деформаций, структуро-образования и фазовых превращений. (ИПМАШ РАН, ИПМех РАН)
Разработан метод построения определяющих уравнений нелинейных вязкоупругих материалов и вязкоупругих жидкостей, работающих в условиях конечных деформаций. Установлена связь структурных составляющих удельной работы внутренних сил с механическими характеристиками наполненных полимерных материалов при их нагружении, разгрузке и накоплении повреждений. (ИМСС УрО РАН, ЦНИИМАШ)
Экспериментально и теоретически показано, что в механике структурно-неоднородных сред поверхностные слои и внутренние границы раздела следует рассматривать как самостоятельные мезомасштабные структурные уровни деформации. Они играют важную функциональную роль в формировании концентраторов напряжений различных масштабов, которые обеспечивают зарождение и распространение пластических сдвигов и разрушения в деформируемом твердом теле как многоуровневой системе. (ИФПМ СО РАН)

Методами механики деформируемого твердого тела и молекулярной динамики выполнено моделирование перспективной технологии изготовления нанотрубок сворачиванием напряженной двухслойной пленки при травлении буферного слоя, разработанной в Институте физики полупроводников СО. (ИПМАШ РАН, ИТПМ СО РАН)
Разработаны модели, описывающие трансформации зернограничных дислокаций в тройных стыках границ зерен при сверхпластической деформации нанокристаллических материалов. Исследовано влияние дефектных структур на процессы зернограничной диффузии в нанокристаллических материалах. (ИПМАШ РАН)
Предложена стохастическая модель микро- и макромеханики разрушения структурно-неоднородных металлических материалов, имеющих микродефекты и включения. Показана существенная вариация характеристик живучести и ресурса при варьировании геометрических параметров и неоднородности свойств структурных составляющих технических жаропрочных турбинных материалов. (ИМАШ РАН)
Осуществлено имитационное моделирование гидромеханического ударного выдавливания композитной заготовки из некомпактного металлического сырья; определена динамика падающей, отраженной и преломленной волн в заготовке; вычислена скорость ударника при заданном соотношении масс композитной заготовки инструмента. (ИМАШ УрО РАН)
Для разработки защиты космических аппаратов от воздействия метеорных и орбитальных техногенных частиц на базе оригинального пакета программ методом молекулярной динамики получено описание вязкого разрушения и фрагментации соударяющихся тел с учетом вторичных взаимодействий фрагментов и дезинтеграции системы ударник - преграда. Сформулированы предложения по использованию экранов сетчатой структуры вместо традиционных алюминиевых пластин в качестве защиты модулей Международной космической станции. (ИПРИМ РАН)
Предложена методика расчета несимметричных ледовых воздействий на ледостойкую глубоководную платформу с натяжными опорами. Выделен новый расчетный случай ледовых нагрузок, приводящих к повороту платформы. Определены характерные диапазоны изменения крутящего момента, вызванного взаимодействием платформы с ледовым полем.
Разработаны новые способы перемещения механических систем по плоскости. Рассматриваемые системы лишены колес или ног и состоят из нескольких тел, соединенных друг с другом цилиндрическими или призматическими шарнирами, в которых помещены актюаторы. Исследованы различные варианты движения многозвенных систем по плоскости при наличии трения, найдены оптимальные параметры и режимы перемещения. Получен патент на транспортное средство нового типа.
Одномерная модель трения Кулона обобщена на двумерный случай посредством интегрирования по круговой площадке контакта. Предложено в качестве двумерной модели трения брать первое приближение Паде-разложения точного интегрального представления для силы и момента трения. Показана ограниченность неголономных постановок задач при рассмотрении качения твердых тел по шероховатому основанию. (ИПМех РАН)
Разработан новый метод инструментального исследования слухового анализатора, основанный на измерении погрешности решения испытуемым задачи управления высотой тональных звуков, которая определяется пространственным положением груза, удерживаемого рукой испытуемого. Данные о средних значениях и флуктуациях частоты тональных звуков позволяют построить сенсорную шкалу их восприятия в диапазоне до 6 октав. (ИПФ РАН)
Исследованы структурные изменения в одиночных клетках скелетных мышц методом рентгеновской дифракции. Рост напряжения, развиваемого клеткой в ответ на скачок температуры, сопровождается ростом числа миозиновых головок, стереоспецифически связанных с актином. Связывание миозиновых головок с актином ведет к растяжению и кручению актиновой спирали. Построена математическая модель процесса. (ИМех МГУ, ИГЭГМ УрО РАН, Имперский колледж Лондонского университета)
Разработаны сетчатые композитные спицы крупногабаритной космической антенны для нового космического телескопа (ЦНИИ СМ, НПО ПМ им. М.Ф. Решетнёва)
Разработана технология изготовления из композитных материалов основных элементов подвижного состава монорельсовой транспортной системы на участке от станции метро "ВДНХ" до станции "Тимирязевская", а также всех основных конструктивных элементов автономного мобильного ветроэнергетического комплекса "Жаворонок" мощностью 30кВт. (ФГУП "МИТ", ЦНИИ СМ)

Проблемы управления

Исследован новый класс задач оптимального управления для систем, подверженных неконтролируемым ограниченным возмущениям. Предполагается, что возмущения обусловлены погрешностью реализации управляющих воздействий, а их интенсивность возрастает с увеличением интенсивности управления. Получено точное решение минимаксной задачи оптимального управления. Найденное решение может применяться для аппроксимации других минимаксных задач и используется для тестирования вычислительных методов. (ИПМех РАН)
Завершен цикл поисковых исследований по созданию микромеханического гироскопа для систем управления движением. Показаны преимущества гироскопа ротационного типа, разработаны его математическая модель и конструкция. Испытания экспериментальных образцов дали хорошее совпадение параметров резонансных характеристик гироскопа и модели. Разработана и освоена технология изготовления микроэлектромеханической части прибора. Выполненные исследования открывают возможность разработки и производства микромеханических гироскопов различного назначения. (ГНЦ ЦНИИ "Электроприбор", ИПМех РАН)
Получен ряд важных результатов по общей теории систем управления: разработаны качественные методы изучения систем с распределенными параметрами, позволяющие определить класс нелинейных обратных связей, гарантирующих причинность и устойчивость замкнутой системы управления; предложен новый подход к анализу и синтезу линейных регуляторов, основанный на достаточных условиях устойчивости; исследованы вопросы подавления ограниченных внешних возмущений и оптимального оценивания состояний; построены эффективные алгоритмы управления, минимизирующие анизотропную норму замкнутой системы, которые занимают промежуточное место между калмановскими и алгоритмами H?-теории робастного управления.
Разработаны качественные методы изучения причинности и устойчивости систем с распределенными параметрами. Получены достаточные условия причинности и устойчивости, позволяющее определить класс нелинейных обратных связей, для которых гарантирована причинность и устойчивость замкнутой системы управления; для раздельного управления получена классификация видов обратной связи, для которых может быть обеспечена причинность и устойчивость замкнутой системы.
Предложена каноническая модель системы многоэкспертного наблюдения, позволяющая проводить операции формального описания, моделирования и

макетирования интеллектуализированных информационно-управляющих комплексов разной прикладной ориентации с использованием фундаментальных принципов системного анализа, декомпозиции и привлечением методов информатики, поддерживающих эмпирическое исследование управляемых объектов на базе организации хранения и обработки больших объемов фактической информации. (ИПУ РАН)
Разработаны методы и алгоритмы обнаружения человека и его персональной идентификации по его биотермическим данным. Разработана подсистема обнаружения человека и его головы в заданном контролируемом пространстве на основе метода дифференциальных ортофотоизображений. Разработана методика выделения лица и определения его пространственной ориентации. Разработаны и реализованы методы распознавания человека по изображению лица. Созданы программный комплекс и текстовый процессор как инструментарий для разработки методов и алгоритмов идентификации личности по речи. Реализованы технологии спектрального и вейвлет-анализа для получения индивидуального отпечатка головы.
Разработана оригинальная методика использования генетических алгоритмов для автоматизированного конструирования модульных процедур обнаружения и идентификации объектов на изображениях. Предложенная методика отличается тем, что элементарные решающие процедуры основываются на выбранных признаках и реализуют комбинации заданных базовых алгоритмов, признаки автоматически конструируются по наборам эталонных изображений, процесс выбора признаков основывается на применении теории генетических алгоритмов, а критерии отбора объединяют точностные, вероятностные и временные показатели решающей процедуры. (ГНЦ ГосНИИАС)
Разработаны основы теории и инструментарий для решения проблемы междисциплинарной интеграции знаний при исследовании сложных объектов на компьютерных моделях, открывающих новые возможности сокращения времени конструирования компьютерных моделей и повышения степени их адекватности. Использование онтологического анализа в качестве единой методологической основы обработки информации позволило осуществить эффективную поддержку всех логически обусловленных фаз процесса моделирования, включая свойственные каждой фазе механизмы интеграции знаний, предложить средства ведения альтернативных и эволюционных исследований на моделях. (ИПУСС РАН)
Разработаны теоретические основы и инструментальные средства для построения открытых мультиагентных систем с применением концепции, обеспечивающей автоматическую идентификацию и реконфигурацию при изменениях во внешней среде. Применение разработанных методов и средств в промышленной логистике, коммерции и других приложениях позволило существенно повысить оперативность обработки информации в процессе принятия решений.
Для систем с широтно-импульсным управлением на основе метода векторных функций Ляпунова получены конструктивные условия диссипативности, явно выраженные через параметры системы. Разработаны алгоритмы вычисления строгих количественных оценок предельного множества, области притяжения и времени достижения требуемого уровня точности, доведенные до формул, применимых в инженерной практике, и кроме того учитывающие нелинейности и погрешности измерителей, исполнительных органов, модуляционной характеристики, формы импульсов и неопределенности внешних воздействий. Выполнены приложения к исследованию режимов реактивного успокоения космических аппаратов (типа спутников связи). (ИДСТУ СО РАН)
Для некоторых классов систем, описываемых векторными обыкновенными дифференциальными уравнениями, была исследована задача "компенсации" возмущений с помощью законов управления по принципу обратной связи. В отличие

от ранее известных методов решения подобных задач была создана принципиально новая методика. В её основе лежит разработанный в рамках теории позиционных дифференциальных игр принцип экстремального прицеливания Н.Н. Красовского и теория динамической реконструкции, восходящая к работам Ю.С. Осипова. Идеи последней теории использовались для того, чтобы идентифицировать в "реальном времени" (с небольшим запаздыванием) вход, а затем, выбором управления, компенсировать его воздействие. Таким образом, были построены регуляторы с обратной связью, способные по ходу функционирования системы адаптироваться к действительному входу. (ИММ УрО РАН)
Разработаны дистанционные методы и геоинформационная технология экологического мониторинга водоохранных зон водохранилищ питьевого водоснабжения и выявления структурно-тектонических факторов при геологических изысканиях по материалам космической съемки. (НГИЦ РАН).
На основе вновь разработанных моделей акустических трехмерных полей для малоапертурных высокочастотных и низкочастотных преобразователей создана томографическая аппаратура для контроля сварных швов. Разработка полностью закончена и готова к практическому использованию (МНПО "Спектр").


























ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ И НАУКИ О МАТЕРИАЛАХ
?Академик-секретарь Отделения академик Кабанов В.А.?

Химическое строение.
Кинетика и механизм химических реакций

Методом спектроскопии двойного электрон-ядерного резонанса (ДЭЯР) обнаружен новый эффект, наблюдаемый в спектрах переходных состояний донор-акцепторных радикальных пар со спиновой корреляцией в фотосинтетических реакционных центрах, который проявляется при регистрации ДЭЯР в сверхвысоких полях с высоким спектральным разрешением и ориентационной селективностью и состоит в усилении отдельных линий, регистрируемых в специфической форме производной. Таким образом, спектроскопия ДЭЯР дает уникальную возможность изучения путей электронного транспорта в природных и искусственных фотосинтетических ансамблях. ( ИХФ РАН)
Впервые зарегистрирована хемилюминесценция в реакциях ионов металлов первого ряда переходных элементов в растворе. Измерены важнейшие характеристики хемилюминесценции - кинетика, квантовый выход, спектры. Выделен люминесцирующий продукт реакции, анализ которого методом оптической эмиссионной спектроскопии с индуктивно связанной плазмой показывает, что в его составе на два атома меди приходится один атом йода, и это, по-видимому, кластерное соединение. (ИБХФ РАН)
Предложена методика определения скоростей мономолекулярных процессов в рекомбинирующих ион-радикальных парах. Показано, что трансформация одного из партнеров пары эффективно "переключает" спиновую динамику системы, регистрируемую по спектрам MARY. Результаты важны для измерения скоростей быстрых превращений ион-радикалов в растворах. (ИХКГ СО РАН, МТЦ СО РАН)
Обнаружена способность ионов циклопропилдиазония проявлять свойства как алифатических, так и ароматических диазосоединений: вступать в реакции 1,3-диполярного циклоприсоединения с непредельными соединениями и реакции азосочетания с ароматическими соединениями и активированными СН-кислотами. При этом впервые осуществлен перехват нестабильных диазоциклопропана и циклопропилдиазония в условиях прямого нитрозирования циклопропиламина алкилнитритами. На основе проведенных исследований разработаны методы получения трудно синтезируемых другими способами циклопропилазоаренов и функциональнозамещенных N-циклопропилгидразонов. (ИОХ РАН)
Найдено необычное направление реакции циклоприсоединения азидопиримидинов к фуллерену С60, приводящее в образованию нового класса органофуллеренов - фуллереноимидазопиримидинам, являющихся более сильными электроноакцепторами, чем фуллерен. Синтез этих соединений открывает путь к донорно-акцепторным диадам, перспективным для создания фотогальванических ячеек, систем искусственного фотосинтеза и других молекулярных приборов, в основе которых лежат переносы электронов. (ИОФХ КазНЦ)
Впервые найдены условия для многофотонной ионизации ферроцена, никелоцена и бис(бензол)хрома, охлажденных в сверхзвуковой струе, наносекундными лазерными импульсами перестраиваемой частоты, что открывает возможность применения методов современной лазерной спектроскопии для исследования сэндвичевых металлоорганических соединений. (ИМХ РАН)

Впервые установлена связь между колебательными процессами в камере сгорания химического реактора на базе жидкостного ракетного двигателя и эффективностью протекающих в реакторе химических процессов. Показано, что при неизменных средних значениях давления и температуры в случае реализации колебательных процессов, приводящих к крупномасштабной турбулентности, конверсия не превышает 0,99999, тогда как при мелкомасштабной турбулентности конверсия достигает 0,999999. Установленная закономерность, имеющая важное фундаментальное значение, использована для разработки технологии уничтожения токсичных соединений и проверена на имитаторах фосфорорганических ОВ. (ИНХС РАН)
Горение и взрыв

В условиях многократного ударно-волнового нагружения до давлений ˜160 ГПа впервые проведены измерения электропроводности водородно-гелиевой смеси, соответствующей составу внешних слоев атмосферы Юпитера. Показано, что переход в проводящее состояние атмосферы Юпитера происходит при давлениях 25-50 ГПа, что в несколько раз ниже ранее предполагавшихся значений давления. При этом значение проводимости при максимальном сжатии оказалось равным 300 (0м ? см)-1, что существенно ниже проводимости чистого водорода при тех же условиях. Полученные данные послужат основой создания новой модели атмосферы Юпитера. (ИПХФ РАН)
С целью замены запрещенных Монреальской конвенцией фреонов проведен систематический поиск эффективных пламегасителей на основе фосфорсодержащих соединений. Установлено, что органические фосфаты, фосфонаты, фосфиты, в том числе их фторированные производные, а также некоторые неорганические фосфорсодержащие соединения имеют мольную тушащую эффективность в 3-5 раз выше по сравнению с CF3Br. выбраны и рекомендованы для дальнейших крупномасштабных испытаний наиболее перспективные пламегасители. (ИХКГ СО РАН)
Предложен новый подход к генерации мощных ударных и акустических волн путем закономерно распределенных в пространстве изделий из высокоэнергетических материалов. Разработана физико-математическая модель процесса, а также программа расчета поля давления внутри и вне зоны распределения изделий. Показано, что воздействие распределенных изделий на поверхность в 4-6 раз эффективнее унитарных. (ИПХЭТ СО РАН)
Разработан метод синтеза новых пластификаторов для композиционных материалов на основе 2-замещенных М-нитроксазолидинов. Показано, что они являются более эффективными пластификаторами нитроцеллюлозы, чем нитроглицерин, и могут быть использованы для создания высокоэнергетических композиций, температуры горения которых ниже на 100-200° К, чем у штатных составов. (ИОХ РАН совместно с РХТУ)
Выполнены исследования в области разработки новых связующих для энергетических композитов. Осуществлен синтез новых полиуретановых термоэластопластов. (ИПХФ РАН)

Катализ

Разработан новый метод синтеза наноразмерных цеолитных кристаллов, основанный на использовании остаточной химической активности алюмооксидных носителей. Метод резко сокращает время синтеза и позволяет получать катализаторы на основе наращенных на внешнюю поверхность наноразмерных цеолитных и цеолитоподобных пористых кристаллических материалов различного химического состава и морфологии. Синтезированные наносистемы проявляют на порядок большую активность и селективность по сравнению с цеолитами, имеющими микронные размеры. Созданные катализаторы испытаны в тестовых реакциях конверсии метанола в углеводороды. (ОИК СО РАН)
Разработаны эффективные каталитические системы металл/цеолит для одностадийного синтеза из ацетона и водорода метилизобутилкетона (МИБК), производимого в настоящее время в три стадии. В результате подбора соответствующих цеолитных компонентов и переходных металлов. оптимизированы кислотно-основные и гидрирующие свойства созданных катализаторов, что обеспечивает высокий выход МИБК и селективность его образования в мягких условиях, предотвращает образование продуктов уплотнения и приводит к высокой стабильности металл-цеолитных катализаторов. (ИОХ РАН)
На основе цвиттер-ионных и неионных каликс[4]резорцинаренов с аминометильными, фосфонатными или трис(гидроксиметил)- метиламидными функциональными группами, поверхностно-активных веществ и лантана (III), созданы новые супрамолекулярные каталитические системы, в которых самопроизвольно формируются наноразмерные агрегаты (2-33 нм), проявляющие уникальную связывающую способность по отношению к эфирам кислот фосфора и эффективно катализирующие их гидролиз в мягких условиях и при низких концентрациях компонентов, обнаруживая субстратную селективность. (ИОФХ КазНЦ РАН)
Использование методов ВЭЖХ и изотопной масс-спектрометрии в сочетании с рутинными энзимологическими методиками привело к обнаружению магнитного изотопного эффекта в реакции фермента с ингибитором. Различия в поведении ферментов, содержащих магнитные и немагнитные соединения ртути, являются следствием быстрой конверсии спина в ион-радикальной паре в результате взаимодействия магнитного момента ядра с магнитным моментом электрона. Обнаруженный феномен послужил основой для стратегии дальнейшей работы с целью выявления субмолекулярных механизмов спин-селективности ферментативного катализа. (ИХФ РАН)
С целью поиска новых подходов к получению важного сырья для органического и нефтехимического синтеза разрабатывается способ окислительной конверсии метана в синтез-газ и легкие углеводороды с использованием мембранно-каталитического модуля. Обнаружено, что селективность окислительной конверсии метана резко возрастает при осуществлении процесса в фильтрационном режиме. (ИНХС РАН)

Фото- и электрохимия

Исследованы оптические и магнитные свойства супрамолекулярных комплексов полиметиновых и краун-содержащих красителей, циклодекстринов с парамагнитными органическим стабильными радикалами и ароматическими соединениями. Из супрамолекулярных комплексов созданы супрамолекулярные наноразмерные кристаллы и изучены их линейные и нелинейные оптические и магнитные свойства. Эти материалы могут быть использованы для преобразования фемтосекундного лазерного излучения в континуум (белый свет) и создания электролюминесцентных светодиодов. Для супрамолекулярных комплексов циклодекстринов с люминесцирующими и парамагнитными зондами обнаружена способность к инициированной химическими соединениями кристаллизации комплексов в нанокристаллы, причем оптические и магнитные свойства комплексов и нанокристаллов отличаются друг от друга. Это явление будет использовано для создания высокочувствительных сенсоров на соединения, инициирующие кристаллизацию. (ЦФ РАН)


Исследован электрохимический импеданс никель-кадмиевых аккумуляторов, характерной особенностью которых является практическое отсутствие наклона разрядной кривой, что существенно осложняет проведение неразрушающего контроля их состояния традиционным методом. Установлена корреляция между значением мнимой части импеданса при низкой частоте (10 -3 Гц) и степенью заряженности никель-кадмиевых аккумуляторов. При этом изменение заряда аккумуляторов от 0 до 100% приводит к увеличению информационного параметра в 2 раза.
С помощью флуктуационно-диссипативного анализа показано, что шумовая температура, характеризующая флуктуации заряда в двойном электрическом слое, существенно зависит от величины постоянного тока. Тем самым поставлено под сомнение одно из основных положений современной теории электрохимических реакций о том, что прохождение постоянного электрического тока не нарушает равновесного характера флуктуаций в двойном электрическом слое. В итоге поставлен принципиальной важности вопрос о создании флуктуационно-согласованной теории скоростей электрохимических реакций. (ИЭЛ РАН)

Высокомолекулярные соединения

На основе фундаментальных представлений о механизме контролируемой анионной полимеризации при использовании разработанных способов модификации активных центров нетрадиционными электронодонорными и электроноакцепторными комплексантами разработан новый подход к направленному синтезу амфифильных диблок-сополимеров с варьируемой природой гидрофильного и гидрофобного компонентов и гибридных полимеров сложного строения, включающих фуллерен С60 в качестве высокосимметричного архитектурного элемента. (ИВС РАН)
Показано, что по мере увеличения степени наполнения пластичного полимера частицами резины, дважды происходит изменение механизма деформирования наполненного композита: сначала от распространения шейки к хрупкому разрушению и далее - к макрооднородному пластическому течению. Охрупчивание композита при повышенных степенях наполнения отсутствует, если в полимере не образуется шейка. Однородность пластического течения при деформировании для таких степеней наполнения наблюдается лишь на макроуровне, в то время как на микроуровне пластическое течение локализовано в полосах, инициированных полосами сдвига в матрице. Результаты работы являются основой для создания нового типа композиционных полимерных материалов. (ИСПМ РАН)
Систематические исследования по синтезу кремнийсодержащих полинорборненов как мембранных материалов с целью определения оптимального дизайна их структуры позволили получить новый полимер с повышенной газопроницаемостью и селективностью. Впервые синтезирован мономер - 5,6-бис(триметилсилил)норборнен, и проведена его полимеризация по схеме метатезиса. Полученный полимер сочетает рекордно высокую проницаемость и селективность газоразделения и является редким примером благоприятного сочетания высоких значений этих параметров, необходимых для эффективного газоразделения. (ИНХС РАН)
Синтезированы полигидроксильные производные карбосилановых дендримеров - молекулярные дифильные структуры типа "ядро-оболочка". Большой интерес, проявляемый к подобным системам, связан с возможностью их использования в качестве "молекулярных контейнеров". Разработанные системы обладают всеми необходимыми элементами для адресной доставки действующего начала в заданную область исследуемого объекта и являются хорошей основой для создания новых сенсорных устройств, каталитических составов и биомедицинских препаратов. (ИСПМ РАН)

Разработан простой способ получения силикон-гидрогелевых бифазных полимерных материалов и реализована технология реакционного формования, основанные на синтезе последовательных взаимопроникающих молекулярных сеток. Созданный материал обладает уникальным набором свойств, необходимых для получения мягких контактных линз длительного ношения. Проведены успешные медико-биологические исследования материала и изделий. (ОИК СО РАН, СПбФ ИК СО РАН)
Разработан метод получения нанокомпозитов на базе полиэтилена и слоистых силикатов, основанный на интеркаляционной полимеризации этилена. Расслоение частиц силиката на единичные слои нанотолщины происходит непосредственно в синтезируемой полимерной матрице. Для активации слоистых силикатов применены катализаторы циглеровского типа и металлоценовые катализаторы. Полученные наноматериалы характеризуются резким улучшением барьерных свойств по сравнению с чистой полиэтиленовой матрицей. (ИХФ РАН)
Радиационной матричной газофазной сополимеризацией на вытянутых полиамидных пленках получены полимерные полупроводники принципиально новой структуры. В их проводящих цепях фрагменты с сопряженными связями в заданном подложкой порядке чередуются с металлическими кластерами. Электропроводность образцов составляет величину порядка 10-2 (ом.см)-1 и возрастает при нагревании, их прочность соответствует прочности полиамидной пленки. Новые материалы найдут широкое применение в различных областях современной техники, в частности для создания дешевых солнечных батарей больших размеров. (ИНЭОС РАН, ИЭЛ РАН)

Синтетическая органическая и элементоорганическая химия

Разработаны оригинальные методы конструирования азабициклодекадиенов и азаспироалкенов, основанные на двух последовательных процессах: восстановительном аллилборировании пиридинов, изохинолинов и лактамов, приводящем к диаллилированным азотным гетероциклам, и внутримолекулярном метатезисе, катализируемом рутениевым катализатором типа Граббса. Полученные би- и трициклические системы представляют собой основной структурный элемент ряда важных алкалоидов, в частности цефалотаксина, обладающего выраженной антилейкемийной активностью. (ИНЭОС РАН)
Открыт новый метод получения дибензолванадия реакцией дииодида диспрозия и ванадоцена в бензоле, принципиальной особенностью которого является проведение реакции в отсутствие сольватирующих растворителей или добавок, что открывает возможности для получения комплексов лантаноидов, свободных от координационно связанных молекул растворителя. Показана возможность применения указанных дииодидов для синтеза бис(ареновых) комплексов d-переходных металлов. (ИМХ РАН)
Создана новая серия бидентатных и монодентатных лигандов с хиральным атомом фосфора и(или) хиральными центрами в аминных фрагментах, комплексы которых с палладием катализируют ряд превращений дифенилпропенилацетата с высокими химическими выходами и энантиоселективностью (до 95-97%). (ИНЭОС РАН)
Впервые реализовано высокоэффективное присоединение первичных и вторичных фосфинов к цианацетиленам, протекающее в мягких условиях со 100-процентной стереоселективностью и полной утилизацией исходных реагентов (количественных выход). Экспериментально (ЭПР УФ) доказан одноэлектронный канал в реакции первичных фосфинов с фенилцианацетилентом. Реакция открывает простой путь к новым семействам функциональных винилфосфинов с различными реакционноспособными группами и широким диапазоном гидрофобного и

гидрофильного баланса - соединениям, необходимым для направленного синтеза металлокомплексных катализаторов и материалов, используемых в технологиях. (ИрИХ СО РАН)
Разработан новый синтетический путь к производным порфирина. Предложена методика одностадийной функционализации порфирина гетероциклами по арильным заместителям, находящимся в мезо-положениях. Получены порфирины, содержащие один или четыре гетероциклических фрагмента, которые представляют интерес как реагенты для фотодинамической терапии онкологических заболеваний, катализаторы или молекулярные сенсоры. (ИОС УрО РАН)
Открыт новый способ восстановления нитронилнитроксилов в мягких условиях, позволяющий получать ранее недоступные иминонитроксильные радикалы, а также продукты их более глубокого восстановления. Разработаны методы синтеза широкого круга азолов и спин-меченых амидов на основе 2-имидазолинового нитроксила. Продемонстрирована перспективность этих соединений в качестве предшественников для синтеза более сложных нитроксильных радикалов. Результаты важны для создания молекулярных магнетиков. (МТЦ СО РАН)
Разработан новый синтез трифторметилкарбоната и трифторпропилен-
гликоля, исходя из промышленно доступной окиси гексафторпропилена. Полученные соединения представляют собой ценные вещества для полимерной химии и производства литиевых аккумуляторов нового поколения. Метод может быть масштабирован для промышленного применения. (ИФАВ РАН)
Впервые осуществлена реструктуризация скелета С7-С8-секопродуктов дитерпеновых алкалоидов путем восстановительного сочетания дикарбонильного производного с использованием в качестве восстановительного агента йодистого самария, что имеет важное значение для целенаправленного изменения функционального состава дитерпеновых алкалоидов без разрушения основного скелета молекулы. (ИОХ УНЦ РАН)
Впервые осуществлена прямая N-гетероциклизация краун-эфиров, что может иметь значение как для получения новых биологически активных соединений, так и для проведения исследований в области супрамолекулярной химии. (ИТХ УрО РАН)
В продолжение компьютерного моделирования ADMET (absorption, distribution, metabolism, excretion, toxicity) свойств изучена взаимосвязь биодоступности лекарств как глобального параметра с их молекулярной структурой. Для ЭВМ "БИОДОСТ" разработана программа для расчета биодоступности (например, лекарств) на уровне категорий (хорошая, средняя или слабая) на основе данных по биодоступности родственных веществ. Получено свидетельство о регистрации программы. (ИФАВ РАН)

Коллоидная химия и физико-химическая механика

Развита современная теория течения структурированных дисперсных систем, на основе которой впервые установлен неоднородный характер разрушения структуры в потоке. В отличие от общепринятых представлений показано, что реализуемая псевдотекучесть отличается на несколько порядков от истинной текучести, достигаемой при полном изотропном разрушении структуры. Показано, что это является результатом проявления физико-химической неоднородности поверхности частиц и эффекта специфической "динамической памяти" частиц. (ИФХ РАН)
Разработан новый подход к теории уравнения состояния монослоя, основанный на рассмотрении исключенной площади, которую создает в монослое локализованная молекула, как зону, недоступную для центров подвижных молекул. Предложенный подход позволяет генерировать уравнения состояния, удовлетворяющие любым наложенным условиям. (СПбГУ)

Разработан метод получения дисперсий наночастиц серебра в растворах полимеров, при котором в процессе старения дисперсий реализуется антиоствальдовский механизм их созревания. Из синтезированных дисперсий сформированы металлполимерные нанокомпозиты, которые обладают необычными электронными свойствами и могут быть использованы в качестве различного рода датчиков и сенсоров. (ИФХ РАН)
Разработаны методы получения и изучены свойства новых форм криогелей из растворов полимеров с верхней критической температурой растворения на основе поливинилового спирта с добавками электролитов. Разработанные криогели перспективны для создания противофильтрационных завес в гидротехнических сооружениях, расположенных в районах Севера и вечной мерзлоты. (ИХН СО РАН)
Предложены новые методы диагностики неупругого деформирования, основанные на сжатии расходящимися сферическими ударными волнами и на предварительном боковом сжатии образцов. Впервые показано, что существуют высокотвердые хрупкие керамические материалы, ударное сжатие которых происходит пластическим образом, а не растрескиванием, как считалось ранее. Проведенные эксперименты позволили впервые определить условия перехода от хрупкого к пластическому деформированию для керамической окиси алюминия. Результаты исследований могут иметь значение для проектирования и оптимизации керамической брони. (ИПХФ РАН)

Радиохимия

Показано, что трибутилфосфат (ТБФ), насыщенный HNO3, растворяет твёрдый диоксид урана - основу облучённого ядерного топлива (ОЯТ). Это позволяет заменить стадии растворения ОЯТ в азотной кислоте и последующей экстракции U и Pu, на одну операцию - растворение ОЯТ в TБФ-HNO3, что уменьшит количество водных и органических токсичных высокорадиоактивных отходов. (ГЕОХИ РАН)
Разработаны методы синтеза неизвестных ранее кристаллических соединений актинидов с различными лигандами. Выделено более 40 соединений нептуния, плутония, америция, изучены их структура и спектроскопические характеристики. Полученные данные существенно расширяют научные представления о свойствах радиоактивных элементов конца Периодической системы Д.И.Менделеева. (ИФХ РАН)
Разработан новый эффективный способ разделения америция и кюрия с использованием центробежной хроматографии. Изучено влияние гидродинамических и конструктивных параметров планетарной центрифуги на эффективность разделения Am(III) и Cm(III) и показано, что увеличение длины колонки и уменьшение скорости прокачивания подвижной фазы приводит к повышению фактора удерживания неподвижной фазы в колонке и улучшает разрешение кривых элюирования Am(III) и Cm(III). Выбраны оптимальные условия разделения Am(III) и Cm(III) методом жидкостной хроматографии со свободной неподвижной фазой в системе раствор диамида в тетрапропане - HNO3 .
Для отверждения высокосолевых радиоактивных жидких отходов, накопленных на радиохимических предприятиях, перерабатывающих облученное ядерное топливо, предложена связанная магнийфосфатная керамика MgKPO4 · 6H2O. Определены оптимальные параметры формирования керамики в зависимости от качества и соотношения реагентов, составляющих ее основу, и дополнительных компонентов, повышающих качество образующейся керамики. (ГЕОХИ РАН)



Биохимическая физика. Медицинская химия

Создана установка, в которой используются принципы ближнепольной оптической микроскопии и фемтосекундные лазерные импульсы света, что позволяет получать оптические изображения с пространственным разрешением 50 нм. С помощью этой установки получены первые изображения липофусциновой гранулы из пигментного эпителия глаза человека. Исследования показали, что сама гранула является неоднородной с точки зрения материала, рельефа поверхности и флуоресцирующих и поглощающих центров. Полученные данные открывают путь к пониманию механизмов фотоповреждения зрительных клеток сетчатки. В перспективе возможно будет проводить идентифицикацию различных флуорофоров в грануле и разрушать токсичные флуорофоры с нанометровым пространственным разрешением фемтосекундными импульсами. (ИХФ РАН, ИБХФ РАН)
Синтезированы и исследованы новые перспективные противоопухолевые агенты - доноры монооксида азота. Выявлена их способность замедлять развитие лекарственной резистентности опухолей и повышать чувствительность злокачественных опухолей к традиционным противоопухолевым препаратам, что позволяет уменьшать концентрации последних и снижать вероятность побочных эффектов. Установлена значительная антиметастатическая активность новых доноров монооксида азота. Показана зависимость этого эффекта от изменений активного транспорта ионов Ca2+ в клетках, что может рассматриваться как один из механизмов антиметастатической активности NO-доноров. (ИПХФ РАН)
Синтезированы полиядерные нитроксильные радикалы, имеющие планарное строение и положительный заряд в алифатической цепи. Экспериментально доказано, что новые полиядерные нитроксилы (производные бензоиндолпирролина) являются интеркаляторами ДНК. Методом ЭПР определены константы связывания с ДНК новых противоопухолевых препаратов. В лабораторных условиях наработаны партии стабильных нитроксильных радикалов, которые с успехом применяются в производстве магнитометров с динамической поляризацией ядер, широко используемых в геологоразведке. (ИБХФ РАН)
С целью поиска новых противовирусных веществ и средств диагностики вирусных инфекций осуществлен синтез водорастворимых функциональных полимеров различного химического строения, а также их комплексов с поверхностно-активными веществами (ПАВ) и исследовано взаимодействие с различными вирусами. Электронномикроскопическое исследование позволило выявить сильное вирулицидное действие полимерных комплексов катионных ПАВ, обусловленное разрушением наружной оболочки вирусов. Обнаружено повышенное сродство вирусных частиц к положительно заряженным полимерам, что позволило усовершенствовать электронномикроскопическую диагностику вирусных гастроэнтеритов и повысить ее эффективность в 3 раза. (ИВС РАН, НИИ гриппа РАМН)
Cинтезированы новые производные бетулоновой кислоты, содержащие у атома С-28 фрагменты аминокислот или их метиловых эфиров, а также C-30-аминопроизводные. Установлено, что пептиды бетулоновой кислоты являются активными ингибиторами ВИЧ-инфекции, обеспечивающими 90-процентное ингибирование вируса в наномолярных концентрациях, что на порядок ниже, чем азидотимидином. Синтезированные соединения эффективно защищают клетки от вирус-индуцированного цитопатического действия. Ряд амидов и пептидов бетулоновой кислоты обладают также антигерпетической (на уровне ацикловира) и иммуностимулирующей активностью. Новые амиды бетулоновой кислоты перспективны для использования в полихимиотерапии онкологических заболеваний (НИОХ СО РАН, ГНЦ ВБ "Вектор")
Установлена полная структура липополисахарида возбудителя бубонной чумы - бактерии Yersinia pestis. Выявлены особенности строения олигосахарида кора и липидного компонента - липида А, связанные с биологическими свойствами липополисахарида, позволяющими микроорганизму преодолевать защитные механизмы как холоднокровных животных (насекомых - переносчиков инфекции), так и теплокровных млекопитающих (грызунов и человека). (ИОХ РАН совместно с ГНЦ прикладной микробиологии, Исследовательским центром Борстеля, Германия, Гарвардской медицинской школой, США)
С целью выяснения механизма действия препарата Димебон (для лечения болезни Альцгеймера) проведено детальное исследование его влияния на ряд ключевых мишеней в центральной нервной системе и проницаемость особых митохондриальных пор. Установлено, что механизм действия нового нейропротекторного препарата Димебон заключается в ингибировании: Са2+-каналов, токсического действия ?-амилоидного пептида, ацетилхолин- и бутирилхолинэстераз, особых митохондриальных пор, а также в блокировании АМРА-рецептора и полиаминного сайта NMDA-рецептора. (ИФАВ РАН)
Закончен важный этап в изучении механизмов, лежащих в основе развития болезни Альцгеймера. Выявлены нарушения в регуляторных клеточных системах, которые могут быть ответственны за гибель нейронов, дефицит холинергической системы и накопление ?-амилоида. Показано, что гибридные молекулы антиоксидантов, содержащие фрагменты, ответственные как за антиоксидантные свойства, так и за антихолинэстеразное действие и структурные изменения в мембранах, являются перспективными биологически активными веществами для лечения болезни Альцгеймера. (ИБХФ РАН)
С помощью световой микроскопии подтверждено, что успешная пересадка кожного лоскута возможна только у мышей с одинаковым метаболическим статусом, оцениваемым по разработанному в Центре универсальному критерию. Установлено, что степень поражения печени и липидного обмена у крыс при химически индуцированном циррозе находится в прямой зависимости от фенотипа NAT2. Животные с фенотипом быстрого NAT2 имеют более глубокие и специфические нарушения биохимических и гистологических показателей крови и печени.Выявлена высокая эффективность производных адамантана при облитерирующем эндартериите и химически индуцированном гепатите. (ЦТПФХФ РАН)


Аналитическая химия

Созданы новые методы определения металлов платиновой группы. Разработаны методики потенциостатического кулонометрического определения иридия и рутения в технологических материалах, включающие синтез электрохимически активной формы под действием микроволнового излучения. Предложен высокопроизводительный метод совместного определения микроколичеств платины и палладия в водных средах, основанный на использовании проточно-инжекционного анализа. Получены тест-средства для экспрессного определения палладия в различных объектах. Разработан сорбционно-рентгено-флуоресцентный метод определения концентраций золота и платины в растворах сложного состава. (ИОНХ РАН, МГУ)
Предложен новый подход к фракционированию различных по подвижности и биологической доступности форм элементов в почвах. Твердый измельченный образец удерживается во вращающейся спиральной колонке под действием центробежных сил при прокачивании через нее водных растворов солей и комплексообразующих реагентов, необходимых для последовательного выщелачивания различных форм элементов. Степень извлечения тяжелых металлов и мышьяка выше, чем в случае обычно применяемого экстрагирования в статическом режиме. (ГЕОХИ РАН)
Получены реагенты и разработаны методики иммунохимического определения пестицидов разных классов в концентрациях до 0,1 нг/мл, что соответствует международным нормам экологического мониторинга. Методы эффективны для контроля загрязнения пестицидами питьевой воды и природных водоемов. (ИНБИ РАН)
Разработана система аналитического обеспечения производства монокристаллов ортогерманата висмута (BGO), обладающих рекордными оптическими и сцинтилляционными характеристиками. Система включает определение до 50 элементов-примесей в диапазоне концентраций 10-4 - 10-6 % масс. методами атомно-эмиссионной спектрометрии и лазерной масс-спектрометрии в исходных, промежуточных и конечных продуктах и прецизионное определение германия и висмута в отходах. (ИНХ СО РАН)
Предложена методика определения кислорода и углерода в широком классе твердых высокочистых веществ, в том числе в стеклах систем AsSe, AsS и изотопнообогащенном кремнии на тандемном лазерном масс-рефлектроне. Методика включает предварительную и в ходе анализа очистку поверхности пробы излучением лазера с модулированной добротностью. Предел обнаружения кислорода и углерода составил 7-10-7% масс., что соответствует лучшим результатам активационных методов анализа. (ИХВВ РАН)

Неорганическая химия

Разработаны методы синтеза борсодержащих биологически-активных соединений на основе замещенных производных клозоборатных анионов и липидоподобных транспортных групп, таких как диалкилглицерины и высшие жирные спирты, для целей нейтроно-захватной терапии. Показано, что нуклеофильное замещение водорода в анионе В10Н102- имеет ярко выраженный региоселективный характер, присущий пространственно-ароматическим системам. (ИОНХ РАН)
Изучена структура, термические свойства, тепловое расширение и электрическая проводимость твердых растворов La1/3Sr2/3Fe1-y/3Cry/3O3-? (y = 0, 0.3, 0.6, 1.0) при температурах 750-950?C в интервале давлений кислорода от 10-22 до 0.5 атм. Обнаружено наличие инвариантного состава (y=1), сохраняющего орторомбическую Pbnm симметрию элементарной ячейки при изменении содержания кислорода и имеющего повышенную проводимость по ионам кислорода (?0.2 S/см при 950?C). (ИХТТ УрО РАН)
Установлено существование и определены энтальпии образования в газовой фазе молибдатов и вольфраматов хрома CrXO4 (X=Mo,W;n=3-5), марганца MnXO4 (X= Mo,W; n=3,4), ниобатов, фосфатов и титаната марганца MnXO4 (X= Nb, P;n=2,3), MnTiO3, ниобата, танталата CrNbO3, CrTaO3 и фосфатов хрома (CrPO4, CrPO3), хроматов бария (BaCrО2, BaCrO3), а также солей железа: молибдата FeMoO4,вольфрамата FeWO4 и фосфатов (FePO, FePO3). (ИХС РАН)
Изучено извлечение радионуклидов и РЗЭ из растворов переработки перовскитового концентрата с использованием трибутилфосфата (ТБФ), октанола и ди-(2-этилгексил) фосфорной кислоты (Д2ЭГФК). Экстракционная очистка от тория протекает удовлетворительно с применением ТБФ, насыщенного HCl, и наиболее полно - с Д2ЭГФК. Для извлечения железа предпочтительно использовать октанол, более устойчивый в кислых средах, чем ТБФ. Достигнуто высокое извлечение Th и РЗЭ в осадки - более 99,4 и 99,9% соответственно. Содержание ThО2 в фильтрате ?1 мг/л, что удовлетворяет требованиям санитарных норм на сброс производственных стоков в канализацию. (ИХТРЭМС КНЦ РАН)
В гидротермальных условиях синтезированы нанотубулярные гидросиликаты изоморфного ряда Mg2Si2O5(OH)4- NiSi2O5(OH)4 имеющие структуру хризотила. Показано, что даже небольшое количество никеля в структуре нанотрубок существенно меняет их диаметр и длину. (ИХС РАН)

Совместно с Университетом Версаля (Франция) разработана методика направленного синтеза кластерных соединений нанометровых размеров, содержащих десятки атомов металла. Осуществлен синтез поли-оксотиометаллатного комплекса состава [{Mo3S4(H2O)5}4(?-SiW10O36)4]16-. Методами рентгеноструктурного анализа установлено, что анионный кластер в диметиламмонийной соли имеет размеры 3,0 нм и уникальную циклическую порфириноподобную структуру. Синтезированные соединения перспективны для создания селективных нанореакторов. (ИНХ СО РАН)
Изучены внутренние движения, фазовые переходы и ионная проводимость ряда комплексных фторидов циркония, гафния и сурьмы (III) с гомо- и гетероатомными катионами. Показано, что полиморфные превращения в большинстве соединений сопровождаются переходом кристалла в суперионное состояние, а высокая ионная (суперионная) проводимость обусловлена трансляционной диффузией ионов фтора и катионов аммония, таллия и, возможно, щелочных металлов. (ИХ ДВО РАН)

Химическая термодинамика и термохимия

Определена абсолютная энтропия и другие термодинамические характеристики аморфных металлических сплавов, сформулированы новые термодинамические условия перехода жидких сплавов в аморфное состояние. Установлено, что остаточная при 0 К энтропия аморфных сплавов находится в пределах от 0 до 2,7 Дж/моль.К и следовательно по уровню упорядоченности аморфное состояние сопоставимо с кристаллическим и что к нему применимо третье начало термодинамики. Условия, определяющие переход жидких металлических сплавов в аморфное состояние контролируются двумя термодинамическими функциями - конфигурационными энтропией и теплоемкостью расплава, которые в свою очередь зависят от ковалентной составляющей химической связи. (ИОНХ РАН, ИМЕТ РАН, ФГУП ЦНИИЧЕРМЕТ, МГИСиС)
Методами прецизионной адиабатической вакуумной и динамической калориметрии, а также калориметрии сжигания получен комплекс фундаментальных термодинамических характеристик сложных классов органических, металлоорганических и полимерных соединений, фуллеренов и фуллеренсодержащих материалов. Полученные результаты вошли в банки данных по термодинамическим свойствам и термодинамическим параметрам. (ИПФХ РАН, ИНЭОС РАН, ИСПМ РАН, ИМХ РАН, МГУ, РХТУ, ННГУ)
Проведены экспериментальные и теоретические исследования термодинамических свойств, супрамолекулярной структуры и физико-химических свойств растворов, флюидных систем, растворов ПАВ, жидких кристаллов, неоднородных полимерных гелей, магнитных жидкостей; разработан метод построения атомных моделей ионных жидкостей. Развит молекулярно-статистический подход для описания жидких кристаллов. Разработан новый подход к уравнению состояния и сформулирована общая теория уравнения состояния трехмерных и двумерных систем. Предложена схема разложения свободной энергии ассоциации протеинов. (ИХР РАН, СПб. ГУ, МГУ, МГИСиС)
Развиты методы неравновесной термодинамики для описания течения газа в наноразмерных капиллярах, исследованы особенности нестационарного и стационарного массопереноса через первапорационные мембраны, макрокинетики экзо- и эндотермических процессов. В приближении идеальных газов выведены уравнения согласованного изменения температуры и давления в равновесном адиабатическом процессе, в котором обратимая газофазная химическая реакция протекает в сопряжении с механической работой расширения газов. (ИФХ РАН, МИФИ, МГУ)
Проведены масс-спектральные и термохимически исследования термодинамики диссоциации и испарения сложных оксидных и солевых систем, образования природных

минералов: мусковита, поллуцита и брюстерита. Развиты методы построения Р-Т-х диаграмм. (ИОНХ РАН, ГЕОХИ РАН, ИМЕТ РАН, МГУ)

Физико-химические основы металлургических процессов
На основании анализа дифракционных данных и результатов компьютерного моделирования впервые выявлен универсальный характер некристаллической симметрии преимущественно пятого порядка в металлических расплавах и метастабильных аморфных и наноразмерных фазах, что развивает представления о строении неупорядоченных металлических систем и позволяет управлять структурой новых металлических материалов при их создании. (ИМЕТ УрО РАН).
В рамках модели ассоциированного раствора рассчитаны термодинамические свойства тройных расплавов Fe-Si-Al по данным о граничных бинарных системах. Наблюдающиеся закономерности изменения свойств объяснены конкуренцией атомов кремния и алюминия за атомы железа в процессе образования кластеров FexSiy и FexAly. Показано, что в расплавах Fe-Si-Al всего концентрационного диапазона наблюдаются отрицательные отклонения от закона Рауля, усиливающиеся при приближении к расплавам граничной системы Fe-Si. (ИМЕТ РАН)
Разработаны новые методики, алгоритмы и компьютерные программы численного термодинамического моделирования процессов охлаждения и кристаллизации сплавов на основе железа. Программы учитывают теплофизические, диффузионные и химические процессы, позволяют рассматривать различные геометрические образы объектов и учитывать разные граничные условия. Моделирование процессов охлаждения и затвердевания проведено для отливок, слитков в изложнице, непрерывнолитых плоских заготовок в тонких сечениях и каплеобразных объектов. (ИМЕТ УрО РАН)
Впервые экспериментально обнаружены структурные переходы в расплавах меди (1170°С) и кобальта (1595°С), сопровождаемые изменением их кристаллизационной способности и аномальным поведением вязкости. По данным спектрально-корреляционного анализа показано, что временная зависимость вязкости в области структурных превращений имеет колебательный характер, обусловленный осциллирующими релаксационными процессами в неравновесных расплавах и проявлением шумоиндуцированных переходов в метастабильной области вблизи критических температур. (ФТИ УрО РАН)
Выполнены расчеты кинетики рекомбинации атомов кислорода в термической кислородной плазме и кислородной плазме с примесью атомов водорода при снижении температуры с различной скоростью на основе механизма,
включающего в себя 45 реакций между компонентами. Определена оптимальная скорость охлаждения, позволяющая достигнуть значительных отклонений от равновесного содержания атомарного кислорода. Оценены условия образования заметных количеств озона и пероксида. (ИМЕТ РАН)

Конструкционные материалы для термоядерных реакторов

Разработана сталь Cr-W-V базовой композиции бейнитового класса для корпусов энергетических, водяных реакторов, характеризующаяся минимально возможным содержанием высокоактивируемых примесных элементов (Ni, Mo, Nb, Co, Cu ) и вредных примесей ( P, S). Сталь обеспечивает в 100 раз более низкий уровень наведенной активности при 40-летней выдержке после вывода из эксплуатации реактора по сравнению с используемой в настоящее время. (ФГУП ЦНИИ "Прометей")
Впервые в мировой практике проведена выплавка крупнотоннажного слитка массой 52 т, изготовление обечаек с толщиной стенок 170 и 375 мм, предварительная (противо-флакетная), основная и дополнительная термические обработки малоактивируемой стали 15 Х2В2ФА-А. (ФГУП ЦНИИ "Прометей", ОАО "Ижорские заводы")

Проведены исследования ферритно-мартенситной хромистой жаропрочной стали с быстрым спадом наведенной активности типа ЭК-181, ЭК-182 для изготовления тест-модуля международного реактора ИТЭР. Сталь ЭК-182 испытана на длительную прочность и ползучесть (до 20000 час) при 650 и 700оС. Проведены реакторные (в БОР-60) испытания образцов стали ЭК-181 при температуре 320-345оС и повреждающей дозе 6 - 8,2 сна. Предложен режим термической обработки, который в 1,5 - 2 раза увеличивает сопротивление низкотемпературному радиационному облучению изделий из данной стали. (ФГУП ВНИИНМ)
Новые конструкционные материалы
Проведены исследования по оптимизации химического состава и технологических регламентов производства массовых видов проката из конструкционных низко-легированных сталей. Установлено, что повышенная и высокая прочность (?Т = 225-700 МПа) и хладостойкость (до -60°С) и улучшенная свариваемость проката из этих сталей достигается выплавкой с применением ковшевой металлургии в комплексных агрегатах с рафинированием и модифицированием жидкого металла, что обеспечивает высокую чистоту стали по вредным примесям (S, Р и др.). Последующие нормализация, термическое улучшение и термомеханическая обработка по разным режимам, способствуют измельчению зерна. (ИМЕТ РАН, ФГУП ЦНИИ "Прометей", ФГУП "ЦНИИЧЕРМЕТ", ОАО "Уральский институт металлов", ГУП "ЦНИИСК")
С помощью дифференциального баротермического и других методов физико-химического анализа исследовано влияние давления на характеристические температуры и структурные составляющие ряда жаропрочных сплавов. В частности, определены параметры барометрической обработки материала турбинных лопаток, что позволило увеличить срок службы этих изделий более чем в три раза, не менее 12000 часов. ( ИПК РАН)
Путем механической обработки в планетарных мельницах-активаторах получены пересыщенные твердые растворы в несмешиваемых металлических системах. В системе Fe-Bi механохимически созданы структурно новые композиты, представляющие собой нанокристаллиты железа с поверхностной фазой в виде тонкого эпитаксиального слоя легкоплавкого компонента. Разработанные нанокомпозиты перспективны для создания и стабилизации чрезвычайно больших поверхностей у активных металлов и могут использоваться в разработке металлических цементов, скелетных катализаторов, а также в водородной энергетике. (ИХТТМ СО РАН)
Предложена модель атомно-кристаллической структуры бета-тантала, обнаруженной при нанесении покрытий электролитическим осаждением и магнетронным распылением. Установлено, что бета-тантал принадлежит к классу структур Франк-Касперовского типа, но отличается наличием кластеров с более короткими расстояниями между атомами тантала по сравнению с обычными кристаллами. Модель применена при разработке технологии нанесения покрытий нанометровой толщины на подложки из тантала. (ИМЕТ РАН)
Методом силового СВС-компактирования синтезированы однородные и градиентные высокоплотные жаро- и коррозионностойкие композиты нового типа на основе интерметаллида Nb3Al с металлическими добавками. Метод позволяет получать материалы с заданными электрофизическими свойствами и высокой механической прочностью. ( ИСМАН)

<< Пред. стр.

страница 2
(всего 8)

ОГЛАВЛЕНИЕ

След. стр. >>

Copyright © Design by: Sunlight webdesign