История

Научно-исследовательский отдел структурной макрокинетики Томского научного центра Сибирского отделения Российской академии наук (НИ ОСМ ТНЦ СО РАН) изначально представлял собой научно-исследовательскую группу по проблемам самораспространяющегося высокотемпературного синтеза, организованную Ю.М. Максимовым при поддержке академика А.Г. Мержанова в 1974 г. в НИИ прикладной математики и механики при Томском государственном университете. Следует отметить, что впервые самораспространяющийся высокотемпературный синтез был открыт А.Г. Мержановым в 1967 году.

В 1978 г. научно-исследовательская группа была преобразована в лабораторию СВС, на базе которой впоследствии создан Отдел технологического горения. С целью развития работ по СВС в регионах Западной Сибири и Дальнего Востока на базе Отдела технологического горения в Томске в 1988 г. постановлением Президиума АН СССР был организован Томский филиал Института структурной макрокинетики и проблем материаловедения РАН (ТФ ИСМАН). В 2000 г. Томский филиал ИСМАН вошел в состав Томского научного центра СО РАН и реорганизован в Отдел структурной макрокинетики ТНЦ СО РАН. Научно-методическое руководство НИ ОСМ ТНЦ СО РАН осуществляется Объединенным ученым советом СО РАН по химическим наукам.

Основные научные достижения

Создано новое направление в теории горения конденсированных систем с твердофазными продуктами реакции «Математическое моделирование формирования структуры продуктов в СВС реакциях». Результаты теоретических исследований используются для прогнозирования структуры синтезируемого продукта и для оптимизации параметров технологического горения.
Методом механохимической активации синтезированы нанопорошки (7-14 нм) оксидных гексагональных ферримагнетиков и показана возможность их использования в медицинских приложениях для точечной доставки лекарств в те или иные области организма. Результаты исследований опубликованы в престижном научном журнале Nature Nanotechnology.
Методом механохимического синтеза получены наноразмерные порошки оксидных ферритов с W-структурой методом механохимического синтеза, изучены их фундаментальные магнитные свойства, синтезированы ά- и β-нитриды кремния из промышленных ферросплавов.
Развито новое направление в химии экстремальных состояний–вынужденные твердофазные химические превращения в пористых реакционноспособных смесях в условиях ударно-волнового и взрывного нагружения (численное моделирование).
Разработана энергосберегающая технология получения неорганических пигментов широкой цветовой гаммы из минерального сырья сибирского региона, устойчивых к воздействию высоких температур, солнечного света и агрессивных сред.
В рамках исследований механизма тепло-массопереноса в процессах горения гетерогенных систем ( Ti –B, MoO₃- Al, Ni – Al и др.) обнаружен комплекс неравновесных эмиссионных явлений: эмиссия «горячей» газовой плазмы с электронной температурой, многократно превышающей адиабатическую температуру горения; излучение в мягком рентгеновском диапазоне; упорядоченные акустические автоколебания конденсированных фаз, в частотном интервале 103 – 107 Гц.
Разработана энергоэффективная технология синтеза пористых излучателей инфракрасных горелок, позволяющих повысить генерацию инфракрасного излучения в два раза. Использование данных горелок позволит спроектировать более компактное теплоэнергетическое оборудование, позволяющее получать максимальный КПД при минимальной эмиссии отравляющих веществ в атмосферу. Технология синтеза передана для промышленной реализации в инновационное предприятие ООО «Синтез-СВ», резидент ИЦ "Сколково".
Созданы эффективные катализаторы на основе пористых СВС-материалов, позволяющие энергоэффективно перерабатывать природный газ в синтез-газ, являющийся важным сырьем в химических производствах, например при производстве жидких углеводородов (GTL процесс). Разработан действующий макет автотермического реактора конверсии метана в волне фильтрационного горения производительностью до 50 м³/час.
Проведены совместные с СХК исследования по захоронению радиоактивных отходов методом СВС, по синтезу интерметаллидов – аккумуляторов водорода.
Получен супертвердый керамический порошковый материал («скользкая керамика») – алюмомагниевый борид AlMgB₁₄, который характеризуется высокой твёрдостью ~ 32 ГПа и очень низким коэффициентом трения ~ 0,02. Керамический порошковый материал на основе AlMgB₁₄ имеет отличную стойкость к абразивному износу и эрозии, хорошую химическую инертность и термическую стойкость.