О кафедре

Здание кафедры химической технологии и новых материалов

История кафедры химической технологии и новых материалов (ХТиНМ) началась в 19 веке.

В настоящее время кафедра химической технологии и новых материалов — это шесть лабораторий: химии высоких давлений, химии и технологии углеродных материалов, энергоёмких и каталитически активных веществ, безопасности химических производств, технологии функциональных материалов, химии и технологии композиционных материалов. На нашей кафедре более 60-ти сотрудников (среди них шесть профессоров, семь доцентов, 11 докторов наук и 35 кандидатов наук). Особое внимание уделяется привлечению в лаборатории молодежи. Почти половина сотрудников кафедры моложе 35-ти лет. 

Кафедра проводит большую учебную работу на химическом факультете МГУ, факультете фундаментальной физико-химической инженерии МГУ, факультете наук о материалах, химическом факультете Бакинского филиала МГУ и естественно-научном факультете МГУ в г. Душанбе. Сотрудники кафедры читают и межфакультетские курсы для студентов других факультетов МГУ.

Студенты Химического факультета
на технологической практике 
на «Крымском содовом заводе»

Кафедра ХТиНМ организует производственную химико-технологическую практику студентов шестого курса химического факультета. В течение последних нескольких лет значительно расширен список баз практики. Наши студенты работают не только в крупных корпорациях: ПАО «Газпром», ПАО «НК «Роснефть», «ЕвроХим», АО «ОХК «УРАЛХИМ», но и на таких инновационных предприятиях химического профиля, как: BIOCAD, «Генериум», ЗАО «ЭКОлаб» и др. Всё больше студентов проходят технологическую практику за пределами РФ (Казахстан, Финляндия, Германия, Нидерланды). Практика проходит и на предприятиях группы компаний УНИХИМТЕК, основанной учёными-химиками МГУ в 1990-м году для внедрения в промышленность своих фундаментальных научных разработок. 

Мы считаем, что интерес к химии нужно прививать с юного возраста, поэтому активно взаимодействуем со школами и колледжами. С 2011 года кафедра ведёт большую работу в сфере естественнонаучной профориентации ребят и повышения качества естественнонаучного образования в школе. Для этих целей мы создали Центр молодежного инновационного творчества «Территория творчества» (ЦМИТ). ЦМИТ — это открытая мастерская для молодежи и площадка для проведения творческих и научных мероприятий.

На кафедре организован цикл семинаров и экскурсий в лаборатории и в «Центр испытаний, сертификации, стандартизации функциональных материалов и технологий». Ежегодно около 20 старшеклассников и студентов колледжей выполняют научно-исследовательские работы по химии и материаловедению с индивидуальными кураторами. 

Кафедра ХТиНМ сотрудничает с ведущими европейскими материаловедческими университетами. Многолетний партнёр кафедры — Антверпенский университет в Бельгии. Результатами сотрудничества стали более 15 статей, 80% которых опубликованы в высокорейтинговых журналах.

Школьники на занятиях 
в ЦМИТ «Территория творчества»

Кафедра активно развивает различные образовательные проекты, например, проект по созданию магистратуры при поддержке ГК «РОСНАНО». Эта инициатива возникла в 2009 году в ответ на растущий спрос специалистов в области полимерных композиционных материалов со стороны промышленных предприятий. Это хороший пример обратной связи между инновационными предприятиями и ВУЗом, когда результаты научной работы нескольких коллективов воплотились в учебные программы по подготовке разработчиков и исследователей для промышленного сектора. В сентябре 2019-го года Химический факультет МГУ, РХТУ имени Д.И. Менделеева и ГК УНИХИМТЕК запускают следующий образовательный проект — магистратуру «Химическая технология», в которой будут готовить специалистов в области полимерных композиционных материалов, уплотнительных материалов и огнезащитных покрытий.

• 2010-2012 гг. «Разработка физико-химических основ технологии фрикционных композиционных углеродных материалов для тормозных систем авиационного и других видов транспорта». В ходе реализации проекта, выполняемого сотрудниками кафедры ХТиНМ совместно с АК «РУБИН», созданы научные основы технологии производства фрикционных углеродных материалов, позволившие спроектировать и запустить производство материалов, не уступающих по свойствам мировым аналогам. В основу технологии положено аэродинамическое формирование волокнистых заготовок и их жидкофазное уплотнение органическим связующим — каменноугольным пеком при высоком давлении с последующим уплотнением с помощью пиролиза метана. Основные преимущества созданной технологии по сравнению с зарубежными компаниями: повышенная надёжность и ресурс тормозных дисков, в несколько раз меньшая длительность технологического цикла производства и сниженная на 20-30% себестоимость, что в совокупности обеспечивает конкурентоспособность созданного производства не только на российском, но и на мировых рынках.

• 2013-2015 гг. «Разработка и организация производства термостойких композиционных пресс-материалов для серийного изготовления облегчённых деталей сложной формы, используемых в аэрокосмической технике, наземном и морском транспорте». Работа выполнена совместно с КГП «Алексинский химический комбинат». Выполнены НИOКР и НИОКТР по разработке технологии и организации производства композиционных пресс-материалов на основе дискретных углеродных и стеклянных волокон и термостойких термореактивных полимерных связующих, предназначенных для изготовления методом прессования и литья под давлением облегчённых деталей машин и механизмов, обладающих повышенной прочностью, химической и термической стойкостью.

• 2014-2016 гг. «Создание высокотехнологичного опытно-промышленного производства специальной технологической оснастки для авиационного машиностроения с применением новых типов композиционных материалов и инновационных подходов к моделированию технологических процессов». Работы по проекту выполнены в сотрудничестве с ОАО «ВАСО». В ходе реализации проекта создано высокотехнологичное конкурентоспособное производство технологической оснастки для изготовления высококачественных изделий из ПКМ как авиационного, так и промышленного применения; разработана технология производства специальной технологической оснастки, в том числе для узлов самолета МС-21; изготовлены, опробованы и внедрены в композитное производство ОАО «ВАСО» комплекты технологической оснастки.

• 2016-2018 гг. «Разработка технологии изготовления термостойких и химически стойких композиционных компонентов трубопроводов». Работы выполнены совместно ОАО НПО «СПЛАВ». Целью проекта стала разработка рецептуры и технологии получения сложнопрофильных композитных деталей и компонентов трубопроводов для работы при повышенных температурах и давлениях с помощью применения новых термостойких полимерных материалов, обеспечивающих высокую прочность, герметичность, высокую химическую и абразивную стойкость. Разрабатываемая технология «обеспечивает» короткий цикл изготовления изделий за счёт использования быстроотверждаемых высокотемпературных связующих и технологий литья под давлением, RTM и прессования. Реализация проекта позволила создать и другие типы изделий, требующих повышенной термостойкости: корпуса насосов, регулирующую арматуру, электромагнитные первичные преобразователи расхода, доски трубчатых теплообменников, детали теплозащитного и теплоизоляционного назначения, сопловые элементы ракетных двигателей, изделия специального назначения и др. Это позволило снизить вес и повысить надёжность и сроки эксплуатации трубопроводных систем химических предприятий, тепловых сетей, обеспечить повышение технических характеристик специального оборудования.

• 2017-2019 гг. «Создание высокотемпературных композиционных уплотнительных материалов для повышения энергосбережения и надёжности герметизации оборудования и трубопроводов». Выполняется совместно с ГК УНИХИМТЕК. Цель проекта — разработка технологии и организация производства безасбестовых композиционных уплотнительных материалов для герметизации неподвижных разъёмов оборудования, работающего при давлении до 20 МПа и в температурном диапазоне от -100 до 550^оС при условии воздействия химически активных сред.  Применение материалов позволит снизить на 30-40% уровень утечек и потерь среды в герметизируемых соединениях, а также вдвое повысить межремонтные интервалы оборудования, что значительно снизит затраты на ремонты при его эксплуатации. Разрабатываемые материалы предназначены для надёжной и безопасной герметизации узлов и соединений оборудования, трубопроводов и машин; и механизмов, работающих при высоких температурах и давлениях, в условиях повышенной химической и коррозионной активности герметизируемой среды. Материалы безопасны для экологии и здоровья людей, не содержат асбеста, что обеспечивает возможность их экспорта. 

• 2016-2020 гг. «Инновационные материалы электроники на основе фосфатов и ванадатов кальция с одно- двух- и трехвалентными катионами». Руководитель НИР: профессор, д.х.н. Лазоряк Б.И. Цель проекта — достижение в новом семействе высокотемпературных сегнетоэлектриков со структурой типа β-Ca3(PO4)2 максимально возможных значений пьезо- и пироэлектрических характеристик керамики и монокристаллов, улучшение параметров нелинейно-оптической активности, выявление кристаллохимических и технологических факторов рекордной интенсивности люминесценции. На основе структуры β-Ca3(PO4)2 будет получено и охарактеризовано новое семейство материалов с полифункциональными свойствами. Особенность строения и необычность механизмов формирования полярных свойств придают представителям этого семейства уникальное сочетание свойств (сегнетоэлектрических, антисегнетоэлектрических, пьезоэлектрических, нелинейно-оптических, люминесцентных, ионно-проводящих по кальцию), которые не встречаются в других классах соединений.

• 2018-2020 гг. «Разработка новых пост-металлоценовых каталитических систем на основе переходных металлов 4, 5 и 10 групп для синтеза эластомерных материалов путем сополимеризации этилена, пропилена и высших альфа-олефинов». Руководитель: г.н.с., д.х.н. Булычев Б.М. В данном проекте разрабатывается серия патентно-чистых пост-металлоценовых систем циглеровского типа на основе металлов 4, 5 и 10 групп (титана, ванадия и никеля), эффективных в реакции каталитического синтеза эластомеров путем сополимеризации этилена с пропиленом, бутеном и высшими олефинами. В проекте будет также реализован подход, включающий получение сополимеров, исходя из единственного мономера (этилена или пропилена) по методологии тандемного катализа. Результаты: будут получены дихлоридные и диалкоксидные комплексы титана(+4). Синтезированные соединения будут всесторонне охарактеризованы методами ЯМР на различных ядрах, РСтА, масс-спектроскопии, ИК и КР спектроскопии. Будет изучена эффективность предлагаемых пре-катализаторов на модельных реакциях сополимеризации этилена с пропиленом (как в растворе, так и в «массе» жидкого пропилена и сополимеризации этилена с гексеном-1); будут изучены свойства полученных сополимеров и др.

• 2019-2021 гг. «Металл-полимерные мембранные материалы для выделения водорода из газовых смесей». Руководитель: профессор, д.х.н. Клямкин С.Н. Задача, на решение которой направлен проект, состоит в модификации исходных металлогидридных материалов путем введения специально подобранных барьерных полимеров, что позволит формовать механически стойкие пленочные мембраны при сохранении водородсорбционной активности металлического наполнителя. В результате реализации проекта будет получена серия новых, не имеющих прямых аналогов, композитных мембранных материалов на основе гидридообразующих сплавов и полимерных связующих. Будет накоплен большой массив новых экспериментальных данных о влиянии метода синтеза, в первую очередь, высокоэнергетического механического воздействия, на структуру композитных материалов, их физико-химические свойства, водородсорбционную способность. Изучение процессов транспорта различных газов через синтезированные мембраны позволит определить коэффициенты растворимости и диффузии, оценить селективность газоразделения по отношению к водороду. На основе анализа всего комплекса экспериментальных результатов будет сделано заключение об оптимальных составах и параметрах синтеза, о перспективах практического использования нового класса мембранных материалов в процессах выделения водорода из содержащих его газовых смесей.

• 2019 г. «Кристаллохимический дизайн новых перспективных материалов со структурными типами витлокит, апатит и аллюодит» Руководитель: доцент, к.х.н., Дейнеко Д.В. (Конкурс 2019 года «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными).

• Лаборатория химии и технологии композиционных материалов.

• Лаборатория химии высоких давлений.

• Лаборатория химии углеродных материалов.

• Лаборатория технологии функциональных материалов.  

• Лаборатория энергоёмких и каталитически активных веществ.

В работу по проектам вовлечены молодые выпускники кафедры, а также студенты и аспиранты, которые под руководством сотрудников активно участвуют в процессах отработки методики получения и испытания материалов.

На кафедре создан ряд лабораторных технологических комплексов. Один из них предназначен для получения модифицированного связующего и расположен в корпусе кафедры ХТиНМ, а второй — комплекс по получению композиционных пресс-материалов — находится в филиале кафедры на производственной площадке НПО Унихимтек в городе Климовске. Уникальность этих установок состоит в том, что сотрудники кафедры, аспиранты и студенты, выполняющие исследования в области полимерных материалов, имеют возможность оценить пригодность своих разработок для технологии, изучить процесс масштабирования, его влияние на кинетику процессов синтеза и свойства получаемого продукта.

На кафедре мы стараемся создать такую атмосферу и инфраструктуру, которые позволят сотрудникам, аспирантам и студентам максимально эффективно реализовывать свой потенциал.