Комплексное исследование строения и свойств полимерных волокон, композиционных материалов, гелей и биоактивных систем

Коллектив Тверского государственного университета в числе первых в России разработал и начал реализацию проекта по формированию регионального межведомственного ЦКП. В 2002-2004 гг. был завершен начальный организационный этап, и сформирован первый в России региональный межведомственный ЦКП, представленный на настоящее время в основной базе данных по ЦКП Минобрнауки РФ.

В организационной структуре регионального ЦКП особая роль принадлежит Тверскому государственному университету. Университет выступает в роли научно-координационного центра по созданию единой инструментальной среды в г. Твери и области; формирует и издает каталог услуг и измерительного потенциала региона; осуществляет на системной основе слежение за развитием измерительного потенциала; оказывает содействие в разработке тарифов и условий оказания инструментальных услуг, используемых при работе на каждом уникальном приборе; осуществляет диспетчерские функции по оказанию услуг; активно формирует среду потребителей научно-технической продукции, создаваемой с использованием уникальных научных приборов и технологического оборудования; оказывает на льготных условиях инструментальные услуги другим участникам ЦКП и пользуется их системами измерений. На базе университета действует координационный совет ЦКП, в котором представлены все заинтересованные стороны.

Серьезый скачок в развитии ЦКП произошел в 2010 г. в связи с получением финансирования работ Тверского государственного университета в рамках Программы развития инновационной инфраструктуры по Постановлению Правительства от 09.04. 2010 г. № 219. В рамках Программы ЦКП за 2010–2012 гг. получил уникальное оборудование на сумму более 90 млн рублей. С 2012 г. Центр получает поддержку и в рамках реализации программ стратегического развития университетов России.

Центр коллективного пользования ТвГУ проводит работы по комплексному фундаментальному, теоретическому и экспериментальному исследованию полимерных волокон, композиционных материалов, гелей и биоактивных систем; по исследованию нелинейных свойств полупроводниковых, магнитно- и сегнетоактивных материалов для более глубокого изучения природы их фундаментальных характеристик и разработки инновационных материалов для практических применений.

Одной из первых структур ЦКП в университете является отделение спектроскопии, которое было создано на базе лаборатории, организованной в 1993 г. Отделение располагает современным спектральным оборудованием, таким как Фурье ИК-спектрометр Equinox-55 фирмы Bruker (7500-370 см-1), снабженный многочисленными приставками и аксессуарами (ИК-микроскоп Hyperion-1000, приставка отражения Golden Gate и др.); УФ/Вид-спектрометр Evolution Array (190-1100 нм) с жидкостной термостатируемой кюветой; ИК-спектрометр Specord IR75, ИК-спектрометр Specord M80, УФ-спектрометр Specord M40 фирмы Carl Zeiss. Для проведения исследований в жидких средах (агрегация частиц в растворах, гелях, суспензиях, комплексообразование) в отделении имеется установка динамического рассеяния Nanosizer фирмы Malvern, позволяющая определять размер частиц в широком диапазоне (от нм до мм) и заряд на них.

В соответствии с разработанным положением основными задачами отделения являются проведение научно-исследовательских работ как внутри ТвГУ, так и в интересах Тверского региона, а также обеспечение спектральными исследованиями учебного процесса (спецкурсы, курсовые, выпускные, дипломные работы, магистерские и кандидатские диссертации) на различных кафедрах естественно-научных и физико-математических факультетов университета.

1. Научные исследования отделения спектроскопии

Исследования структуры полимерных растворов, гелей и волокон. При участии отделения на базе ВНИИСВ (г. Тверь) разработана отечественная технология получения свехвысокопрочных волокон из полиэтилена методом гель-формования (прочность 4 ГПа, модуль упругости 150 ГПа, что выше мирового уровня). 

Спектральные исследования пористых и наполненных полимерных материалов, композитов и нанокомпозитов. Разработан эффективный метод оценки размера рассеивающих частиц (поры, частицы наполнителя и др.) внутри полимерной матрицы; работа защищена несколькими патентами.

Изучение органогелей и супрамолекулярных систем. В отделении ведутся работы по изучению процессов самоорганизации в сильно разбавленных водных растворах тиолсодержащих аминокислот, ионов и наночастиц серебра. Гидрогели на основе таких растворов являются перспективным медицинским препаратом для заживления ран, ожогов и др. Работа защищена патентами, имеются награды за разработку гидрогелей для медицины на престижных инновационных форумах. 

Микрофотографии образцов гидрогелей на основе N-ацетилцистеина и AgNO3 при различном увеличении (СНАЦ = 1.25 mM, СAgNO3 = 1.25 mM) и электронограмма, полученные на просвечивающем электронном микроскопе Leo-912 AB OMEGA

Спектральные исследования в области мониторинга окружающей среды. Путем анализа химического состава растительных объектов (лишайники, гидрофиты, лекарственные растения и др.) и его сравнения в экологически чистых регионах и регионах с антропогенной нагрузкой предлагается осуществлять мониторинг атмосферы, гидросферы и почв.

Отделение проводит спектроскопические исследования по заявкам химических предприятий г. Твери (АО «Диэлектрические кабельные системы», «Сибур-ПЭТФ», «Искож», «Химволокно» и др.). Отделение имеет постоянные научные контакты с МГУ, ФТИ им. А.Ф. Иоффе, институтами РАН и университетами Минобрнауки, а также зарубежными научными организациями (Ереванский ГУ, ИХВС НАНУ (Киев), университетами Берлина и Лондона, Институтом полимерных исследований (Дрезден).

2. Методическая работа

Отделение организует и проводит ежегодную конференцию «Каргинские чтения с международным участием», которая представляет собой полномасштабное мероприятие, получившее широкое признание в России и за рубежом. В 2013 г. состоится юбилейная XX конференция. В рамках «Каргинских чтений» проводится областная научно-техническая конференция молодых ученых «Физика, химия и новые технологии» и секция краеведения. По материалам чтений ежегодно издается сборник научных статей «Физико-химия полимеров. Синтез, свойства и применение» (XVIII выпуск, 2012 г.), сборник тезисов, докладов конференции молодых ученых и краеведческий сборник «История Твери и наука России».

3. Учебный процесс