ivdon3@bk.ru
В статье рассматриваются не только вопросы обеспечения взаимопонимания и взаимодействия субъектов иновационного инжиниринга, но и необходимость креативного развития их сознания. Уделяется внимание все более популярному в изобретательстве, в технологическом бизнесе и инновационном инжиниринге критическому мышлению и возможностям его конструктивного использования. В финале статьи авторы выводят алгоритм поиска креативных решений.
Ключевые слова: догматизм, критицизм, креативизм, конструктивизм, поиск креативных решений
В статье приведен краткий обзор основных разработок, сделанных лично и под непосредственным руководством профессора, академика РАЕН и МАНЭБ П. Кудрявцева.Эти разработки посвящены использованию золь-гель-процессов в различных областях науки и техники.Используя этот процесс, были созданы новые композитные жаропрочные материалы, высокодисперсные материалы и тонкие пленки.Эти разработки позволили создать новые эффективные катализаторы и высокоселективные неорганические ионообменные материалы.На основе неорганических ионообменных материалов была разработана технология извлечения лития из бедных по содержанию лития природных рассолов.На основе золь-гель-технологии были созданы новые матрично-изолированные композиционные флокулянты-коагулянты.Эти реагенты предназначены для очистки природных и сточных вод с целью удаления примесей нефтепродуктов и тяжелых металлов.
Ключевые слова: наноматериалы, золь-гель технология, наноструктурированные материалы, композитные материалы, высокодисперсные материалы, тонкие пленки, катализаторы, высокоселективные неорганические ионообменные материалы, извлечение лития, композиционные флокулянты-коаг
Данная статья посвящена вопросу ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов с помощью природных сорбентов. В результате анализа было выявлено целесообразность применения того или иного материала. На основании данных построены зависимости.
Ключевые слова: нефть, нефтепродукты, добыча, нефтеемкость, материал, сорбент, абсорбция, адсорбция, авария, ликвидация
01.04.15 - Физика и технология наноструктур, атомная и молекулярная физика , 05.17.01 - Технология неорганических веществ
В работе рассмотрены способы учёта энергозависимости эффективной массы горячих носителей в объёме полупроводников типа АIIIВV для трех различных случаев дисперсии. Проанализированы классическое отклонение дисперсии от квадратичного закона, кейновское отклонение дисперсии от квадратичного закона и зависимость m(W), связанная с двухдолинным представлением полупроводников типа АIIIВV.
Ключевые слова: дисперсионная характеристика, эффективная масса, квадратичный закон, кейновское отклонение дисперсии, эффект «утяжеления» электронов, энергетические зависимости, разогревные эффекты
В настоящей работе проведено компьютерное моделирование равновесного поляризационного шума в сегнетоэлектрике в рамках двухмерной модели Ишибаши для случая вкладов пристеночных и внутридоменных областей. Рассматривались различные конфигурации влияния теплового шума. Проведен анализ выявленного фликкер-шума в смоделированных временных зависимостях силы тока.
Ключевые слова: моделирование, ток поляризации, доменная стенка, шум, модель Ишибаши, внутридоменная область, пристеночная область
Рассмотрены существующие и перспективные способы сушки покрытий от органических растворителей. Отмечена важная роль температурной кинетики сушки, определяющей скорость химических и реологических процессов обработки. Показана решающая роль конструкторско-технологических решений. Определены основные проблемы экспериментальных исследований, расчета и моделирования, энерго-ресурсосбережения и экологии при разработке процессов и оборудования для испарения растворителей и обработки покрытий.
Ключевые слова: кинетика, сушка, растворитель, режим, эксперимент, моделирование, покрытие
01.04.14 - Теплофизика и теоретическая теплотехника , 05.20.01 - Технологии и средства механизации сельского хозяйства
Изготовлены пьезокерамические каркасы из материала ПКП-12 пористостью до 50%. Исследовано влияние общей, открытой и закрытой пористости на свойства пористых пьезоэлементов на данного пьезоматериала. Проведены гидростатические испытания пористых пьезоэлементов с целью определения давления, при котором происходят необратимые изменения.
Ключевые слова: пористая пьезокерамика, пьезоматериалы, сегнетоэлектрики, пьезоэлектрики, ПКП-12, ЦТС, гидроакустика, гидрофон, композиционные материалы, пьезокомпозиты
Целью данной работы является исследование взаимодействия двух предельно коротких импульсов при их распространении по образцу топологического изолятора. Моделирование эволюции электромагнитного поля проводилось на основании уравнений Максвелла, дополненных уравнением, определяющим поведение электрического тока в системе. Электроны описывались на основании длинноволнового эффективного гамильтониана в случае низких температур. В результате проведенного исследования была выявлена зависимость формы предельно короткого оптического импульса от его начальной скорости и начальной амплитуды. Показано устойчивое распространение импульса (типа солитона) как до, так и после столкновения.
Ключевые слова: предельно короткие импульсы, топологический изолятор, столкновение
01.04.15 - Физика и технология наноструктур, атомная и молекулярная физика , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В рамках теории фазовых переходов Ландау с учетом тепловых флуктуаций проведено компьютерное моделирование поляризационных шумов в сегнетокерамике. На основе спектрального анализа исследованы тепловой и поляризационный шумы. Обнаружено наличие 1/f шума в поляризационном спектре
Ключевые слова: сегнетоэлектрик, моделирование, поляризационный шум, тепловой шум, преобразование Фурье
Предложена новая поляризационная интегрально-оптическая схема на основе слабонаправляющих волноводов в стекле - пассивный преобразователь линейной поляризации излучения на 90 градусов эволюционного типа. В ее основе четырехслойный волновод, состоящий из ионообменного волновода в стекле, покрытого тонким слоем диэлектрической пленки с высоким показателем преломления, имеющей клинообразную толщину, либо (в другом варианте построения преобразователя) рупорообразную ширину. Проведено обоснование функционирования преобразователя поляризации методами модового анализа. Установлено, что в некотором небольшом диапазоне толщины (или ширины) покровной наноразмерной пленки вторая и третья моды волновода имеют близкие эффективные показатели преломления и гибридную структуру полей мод, а вне этого диапазона, эти моды имеют структуру поля мод ТМ0 либо TE1. При этом плавное увеличение толщины (или ширины) покровной пленки волновода вдоль его продольной геометрической оси приводит к тому, что он будет выполнять функции преобразователя поляризации излучения ТМ0-TE1.
Ключевые слова: Интегральная оптика, преобразователь поляризации излучения, оптический волновод, волноводная мода
01.04.05 - Оптика , 05.11.07 - Оптические и оптико-электронные приборы и комплексы
Для производства управляемых радиочастотных и микроволновых устройств типа фазированных антенных решеток, линий задержки должен быть найден доступный и дешевый способ изготовления варакторов в больших количествах. Один из перспективных способов получения таких варакторов основан на использовании BST-пасты с невысокой температурой обжига, что позволяет её интегрировать в подложку из низкотемпературной совместно обжигаемой керамикой (LTCC).
Ключевые слова: полупроводник, сегнетоэлектрик, BST-паста, сегнетокерамический конденсатор, LTCC технология
01.04.07 - Физика конденсированного состояния , 05.12.07 - Антенны, СВЧ устройства и их технологии
Проанализированы возможные способы высокоскоростного управления характеристиками рекомбинационных He-Sr и He-Ca лазеров с использованием математического моделирования. Показано, что возможна регулировка лазерных характеристик в широком интервале значений при использовании двух способов управления – посредством вариаций амплитуды добавочного импульса тока в послесвечении и посредством вариаций момента его приложения. Рассчитаны зависимости лазерных характеристик от параметров добавочных импульсов.
Ключевые слова: рекомбинационный лазер на парах металла, He-Sr лазер, He-Ca лазер, газоразрядная плазма, высокоскоростное управление, математическое моделирование
01.04.21 - Лазерная физика , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Работа посвящена исследованию оптических свойств октаэтилпорфирина кобальта. Понимание взаимосвязи между геометрической структурой и оптическими и магнитными свойствами позволит целенаправленно конструировать материалы с заданными свойствами. Получены теоретические оптические спектры для коэффициента экстинкции, показателя преломления и показателя поглощения, что позволило получить важную информацию об оптических переходах в видимом диапазоне для октаэтилпорфирина кобальта.
Ключевые слова: октаэтилпорфирин кобальта, молекулярные магнетики, оптические свойства, диэлектрическая проницаемость, фемтосекундное временное разрешение
В статье рассмотрены применяемые способы организации процесса сушки материалов от органических растворителей. Представлены типовые кинетические кривые, наблюдаемые при испарении растворителей. Приведены полученные и рекомендуемые уравнения для расчета интенсивности испарения и температуры поверхности испарения в первом периоде. Проведен анализ важнейших научно-технологических проблемам, возникающих при внедрении новых технологий сушки.
Ключевые слова: моделирование, расчет, сушка, растворитель, кинетика, испарение, энергосбережение
01.04.14 - Теплофизика и теоретическая теплотехника , 05.20.01 - Технологии и средства механизации сельского хозяйства
Охарактеризованы технологии получения низкозастывающих, зимних и арктических дизельных топлив из нефтяного сырья и способы их реализации в Российской Федерации. Показано, что перспективной альтернативой нефтяным топливам является получение синтетических и смесевых композиций моторных топлив на основе Gtl технологии из природных газов. Рассмотрены технологии переработки продуктов синтеза углеводородов по методу Фишера-Тропша в дизельные низкозастывающие синтетические и смесевые топлива и возможности для получения топлив при интегрировании синтеза и облагораживания углеводородов в однореакторном варианте процесса.
Ключевые слова: дизельное топливо, низкозастывающее, зимнее и арктическое, получение, нефть, природные газы, технология GtL, синтез Фишера-Тропша, продукты, переработка
01.04.15 - Физика и технология наноструктур, атомная и молекулярная физика
Проведены исследования параметров пористой структуры и активной поверхности кобальтовых катализаторов для синтеза жидких и твердых углеводородов (синтеза Фишера-Тропша), приготовленных методом пропитки силикатного носителя. Изучено влияние добавок оксидных промоторов на удельную поверхность, объем и размеры пор, дисперсность и размеры кристаллитов металлического кобальта на поверхности катализатора Co/SiO2.
Ключевые слова: синтез Фишера-Тропша, моторное топливо, синтетические углеводороды, катализатор, промотор, носитель, удельная поверхность, пористая структура, каталитическая активность, селективность
Предложен новый класс материалов, изменяющих свою диэлектрическую проницаемость в зависимости от напряженности магнитного поля. Такие материалы представляют собой двухфазные композиты состава La0.7Sr0.3MnO3/I, где I – изолирующая фаза, Li4P2O7 или GeO2. Соотношение компонентов находится вблизи порога перколяции: от 10 % до 20 % массовых. Диэлектрические свойства изучены в диапазоне частот измерительного поля от 1 kHz до 1 МHz в магнитных полях от 0 до 15 kOe. Образцы имеют индуктивный импеданс, их диэлектрическая проницаемость отрицательна. В магнитном поле диэлектрическая проницаемость возрастает по абсолютной величине и при комнатной температуре значения магнитодиэлектрического коэффициента достигают 28 %.
Ключевые слова: манганит лантана стронция, композитный материал, керамика, одношаговый синтез, магниторезистивность, порог перколяции, диэлектрическая проницаемость, барьерный слой, туннелирование, спиновая поляризация
В работе методом электрохимического окисления/ диспергирования цинка под действием переменного импульсного тока был получен продукт, представляющий собой смесь оксида цинка ZnO и гидрокcохлорида цинка Zn5(OH)8Cl2·H2O (симонколеита). Применение этого продукта в качестве фотокатализатора позволило добиться практически полного разложения МС под действием УФ света. При прокаливании образца при температуре 400 °С происходит разложение гидроксохлорида цинка с образованием оксида цинка, а также уменьшение удельной площади поверхности и ухудшение фотокаталитической активности материала.
Ключевые слова: оксид цинка, наночастица, гидроксохлорид цинка, переменный импульсный ток, морфология, фотокатализ, метиленовый синий
01.04.15 - Физика и технология наноструктур, атомная и молекулярная физика
Разработаны новые высокопористые пленочные материалы на основе полимера Na-КМЦ, модифицированного частицами AlOOH. Формирование покрытий происходит при относительно невысоких температурах: 55°С. Предложена регрессионная модель, описывающая взаимосвязь размеров формируемых пор в пленочном покрытии с его составом. Выявлено, что по мере увеличения содержания бемита в композиции, в пленках формируются поры в диапазоне размеров от 300 - 2500 мкм. Установлено, что общая поверхностная пористость покрытия составляет 65%. Показана возможность создания покрытий с антифрикционными свойствами путем наполнения пор покрытия твердой смазкой MoS2 Установлено, что при нанесении покрытий на стальные поверхности, наряду со снижением силы трения, наблюдается снижение коэффициента трения на 30-50%.
Ключевые слова: Пористость, Na-КМЦ, AlOOH, антифрикционный материал, MoS2, трение
01.04.07 - Физика конденсированного состояния , 01.04.15 - Физика и технология наноструктур, атомная и молекулярная физика
Проведено численное физико-топологическое моделирование для оптимизации толщины перовскитовых солнечных элементов на основе гетероструктуры TiO2/CH3CN3PbI3-xClx/Spiro-OMeTAD. Результаты проведенных исследований показали, что оптимальные значения толщин пленок TiO2 и CH3CN3PbI3-xClx гетероструктуры, позволяющие получить высокий коэффициент полезного действия солнечного элемента, лежат в относительно узких пределах. Проведенные исследования показали возможность эффективного использования численного физико-топологического моделирования для разработки перовскитовых солнечных элементов с учетом особенностей фотогенерации, рекомбинации и переноса носителей заряда в реальных гетероструктурах.
Ключевые слова: Солнечный элемент, перовскит, диоксид титана, гетероструктура, численное моделирование.
01.04.10 - Физика полупроводников , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 05.27.01 - Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника на квантовых эффектах
В работе произведено исследование эффективности теплоотводящей поверхности объемного тела с внутренним источником тепла. Подобран электростатический аналог распределения теплового поля. Предложена модель конвективного потока, при определенных начальных и граничных условиях переходящего в отвод тепла теплопроводностью среды. Сделан вывод о неэффективности выполнения теплоотводящей поверхности в виде штыревых, оребренных и прочих конструкций существующих теплоотводов, увеличивающих только массу, технологическую сложность изготовления, тепловое сопротивление и температуру теплонагруженного элемента.
Ключевые слова: Температурное поле, конвективный теплоперенос, эффективная площадь теплоотвода, электростатический аналог, теория подобия
01.04.10 - Физика полупроводников , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 05.27.01 - Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника на квантовых эффектах
Обсуждаются условия, которым должны удовлетворять модифицирующие добавки для получения эффективных композиционных Ni-P покрытий с антифрикционными свойствами, и возможности для поиска эффективных модификаторов. Проанализирована эффективность ультрадисперсных порошков оксидов со структурами корунда и рутила, углерода и нитрида бора с алмазоподобными структурами, ультрадисперсных порошков металлов со структурами типа W и Mg.
Ключевые слова: структурно-фазовая разупорядоченность, наноструктуры, композиционные покрытия, наноалмаз, антифрикционные свойства, модификаторы
01.04.07 - Физика конденсированного состояния , 01.04.15 - Физика и технология наноструктур, атомная и молекулярная физика
Описаны тенденции применения двухмерно-периодических поглощающих структур в оптическом и терагецовом диапазоне. Приведены результаты расчета диаграмм рассеяния и отражения многослойных структур. Рассчитаны оптимальные параметры структур для наблюдения наибольшего эффекта поглощения.
Ключевые слова: резонансное поглощение, плазмоны, коэффициент отражения, дифракционные решетки, периодические структуры