Пошук академічних текстів

Інформація × Реєстраційний номер 0218U000349, 0115U002481 , Науково-дослідна робота Назва роботи Фізико-хімічні закономірності нанотехнологій створення текстильних матеріалів із комплексом бар'єрних властивостей для захисту у надзвичайних ситуаціях Назва етапу роботи Керівник роботи Редько Яна Володимирівна, Доктор технічних наук Дата реєстрації 26-01-2018 Організація виконавець Київський національний університет технологій та дизайну Опис етапу Об'єкт дослідження - нанотехнології створення та властивості текстильних матеріалів для захисту у надзвичайних ситуаціях. Мета проекту - розробити технології створення стійких, недорогих та зручних у застосуванні текстильних матеріалів із комплексом бар'єрних властивостей для захисту у надзвичайних ситуаціях, а також дослідити властивості отриманих текстильних матеріалів. Методи дослідження - методи хімічної технології текстильних матеріалів; метод визначення розподілу частинок за розмірами, спектрофотометричний метод досліджень, скануюча електронна мікроскопія (СЕМ), метод ІЧ-спектроскопії, метод електронного-парамагнітного резонансу (ЕПР), метод феромагнітного резонансу (ФМР), метод визначення електрофізичних характеристик оброблених текстильних матеріалів, розроблений метод визначення намагніченості насичення забарвлених волокнистих матеріалів наночастинками магнетиту, метод рентгенофазового аналізу (РФА), метод ядерного гамма-резонансу (мессбауерівська спектроскопія) (ЯГР), математичні методи моделювання та статистичної обробки результатів, стандартні методи текстильного матеріалознавства. Результати дослідження та їх новизна. Вперше: 1) розроблено методи одержання текстильних матеріалів із бар'єрними властивостями для захисту із застосуванням принципово різних нанотехнологічних підходів та механізмів при їх отриманні; 2) вперше розроблено метод формування наноструктур за механізмом in situ в об'ємі волокнистої матриці в процесі її хімічної модифікації, яка передбачала локалізацію наночастинок магнетиту у фібрілярній структурі як у нанореакторі; 3) вперше встановлені закономірності впливу умов синтезу на розмір наночастинок магнетиту і магнітні властивості текстильного матеріалу; 4) вперше розроблено метод отримання антибактеріальних, фунгіцидних та електропровідних властивостей нанесенням прошарків колоїдних частинок на поверхню з використанням механізму гетерокоагуляції; 5) вперше на підставі теоретичних та експериментальних досліджень встановлено фізико-хімічні закономірності нанотехнологій створення текстильних матеріалів із комплексом бар'єрних властивостей; 6) вперше на основі проведених досліджень створено теорію описання процесу багатошарової зворотної гетерокоагуляції наночастинок за рахунок їх самоорганізації на поверхні підложки із застосуванням підходу БЕТ за умови нанесення наночастинок з використанням поверхнево-активних речовин. 7) вперше на основі експериментальних даних з нанотехнологій створення захисного текстилю описано теорію термодинаміки процесу фарбування нанодисперсними барвниками з антибактеріальною складовою. Практична значимість: розроблені методи створення стабільних у часі магнітних текстильних матеріалів різного сировинного складу шляхом синтезу наномагнетиту усередині текстильного матеріалу, який виконує роль нанореактора; розроблено експрес методику оцінювання захисних властивостей створених текстильних матеріалів, що обумовлені інтенсивним поглинанням енергії мікрохвиль наночастинками магнетиту: розроблені методи надання текстильним матеріалам бактерицидних та фунгіцидних властивостей з використанням гетерокоагуляції в рамках нанотехнологій. Основні конструктивні, технологічні й техніко-експлуатаційні характеристики та показники. При виконанні НДР отримано 3 патенти на корисну модель (1 - Пат. (UA) 111395 C2; 2 - Пат. 113268 (UA), МПК B01J 39/00; 3 - Пат. 116895 (UA), МПК G01N 27/72, G01N 33/00, G01N 33/383). Ступінь впровадження: робота має фундаментальний характер. Результати НДР використані при оновленні лекційного курсу "Хімічна технологія текстильних матеріалів", для студентів освітньо-кваліфікаційного рівня бакалавр за напрямом підготовки 6.051601 - Технологія та дизайн текстильних матеріалів. Також в цьому контексті за темою НДР захищені 4 кваліфікаційні магістерські роботи; виконана і захищена 1 кандидатська дисертація (Романкевич Я.О.) та 1 докторська дисертація (Гараніна О.О.). Взаємозв'язок з іншими роботами: для отримання стабільних у часі магнітних текстильних матеріалів наночастинки магнетиту повинні бути локалізовані всередині фібрілярних волокон, з яких складається текстильний матеріал. В процесі дослідження даної проблеми з'ясувалось, що існують більш загальні проблеми створення магнітних наночастинок у волоконному середовищі, яке б забезпечило просторове розміщення, розмір та інші характеристики наночастинок і визначило б властивості отриманих текстильних матеріалів з бар'єрними властивостями. Використання нанотехнологій з метою осадження на поверхні волокон антибактеріальних та фунгіцидних компонентів за механізмом гетерокоагуляції практично не досліджено. Загальні теорії створення дисперсій та гетерокоагуляції наночастинок на поверхні мають якісний характер, що не дозволяє визначати параметри нанотехнології: гетерокоагуляція частинок на поверхні з утворенням шару, який надає текстильним матеріалам антибактеріальних та фунгіцидних властивостей. В даній НДР отримання текстильних матеріалів із бар?єрними властивостями з використанням нанотехнологій як процес, розроблено вперше і не має аналогів. Рекомендації щодо використання результатів роботи: знання фізико-хімічних закономірностей нанотехнологій створення текстильних матеріалів з бар'єрними властивостями, дозволило розробити нові методи отримання захисного текстилю. Одержані значення намагніченості насичення (Мs = 2 ? 10 А?м2/кг) свідчать про те, що магнітні матеріали технологічно прийнятні для виготовлення дослідного зразка захисного костюму, наприклад, для захисту від впливу електромагнітних полів співробітників радіолокаційних станцій, для захисту особового складу військових підрозділів та армійських засобів зв'язку і комунікацій від мікрохвильового випромінювання. При виготовленні екранів із текстильних матеріалів безсумнівною перевагою є висока технологічність таких виробів, які спільно з високим виробництвом сучасного обладнання і відносно невисокою вартістю як вихідної сировини, так і процесу виготовлення, обумовлює перспективність використання нанотехнології отримання текстильних матеріалів з магнітними властивостями для створення гнучких, міцних та повітропроникних екранів і поглиначів електромагнітного випромінювання, що сприяє розширенню асортименту технічного текстилю із захисними властивостями. Необхідність використання текстильних матеріалів та виробів з бактерицидними і фунгіцидними властивостями в надзвичайних ситуаціях пов'язана з тим, що при їх використанні досягається захист людини від зовнішньої інфекції, знижується ризик виникнення інфекційного процесу на шкірі за рахунок аутогенного інфікування і переривання передачі грибкової і гнійничкової інфекції в зовнішнє середовище. Галузь застосування: текстильна продукція технічного та відомчого призначення із спеціальними властивостями для захисту. Економічна ефективність роботи: при заміні металізованих волокон, у виробництві яких використовуються складні технологічні процеси, що пов'язані з використанням спеціального обладнання, використання створених магнітних текстильних матеріалів дає суттєву економію. Висновки, пропозиції щодо розвитку об'єкта дослідження та доцільності продовження досліджень: доцільним є подальше проведення розробок із даної тематики, орієнтовна тематика - прикладні дослідження з метою забезпечення впровадження розробок в промисловості. Опис продукції Розроблено методи одержання текстильних матеріалів із бар'єрними властивостями для захисту із застосуванням принципово різних нанотехнологічних підходів та механізмів при їх отриманні; розроблено метод формування наноструктур за механізмом in situ в об'ємі волокнистої матриці в процесі її хімічної модифікації, яка передбачала локалізацію наночастинок магнетиту у фібрілярній структурі як у нанореакторі; 3) встановлені закономірності впливу умов синтезу на розмір наночастинок магнетиту і магнітні властивості текстильного матеріалу; 4) розроблено метод отримання антибактеріальних, фунгіцидних та електропровідних властивостей нанесенням прошарків колоїдних частинок на поверхню з використанням механізму гетерокоагуляції; 5) вперше на підставі теоретичних та експериментальних досліджень встановлено фізико-хімічні закономірності нанотехнологій створення текстильних матеріалів із комплексом бар'єрних властивостей; 6) створено теорію описання процесу багатошарової зворотної гетерокоагуляції наночастинок за рахуно Автори роботи Близнюк Т.В. Брик О.Б Гараніна О.О Ляшок І.О Редько М. В. Редько Я.В. Романкевич Я.О Додано в НРАТ 2020-04-02 Закрити