В 2021 году ТПУ стал участником программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030» по треку «Исследовательское лидерство», в рамках которого ведутся работы по трем стратегическим проектам: «Энергия будущего», «Инженерия здоровья» и «Новое инженерное образование».
Томским политехническим университетом реализуются три гранта Правительства Российской Федерации (ПП220) для государственной поддержки научных исследований, проводимых под руководством ведущих ученых в российских образовательных организациях высшего образования, научных учреждениях и государственных научных центрах Российской Федерации по следующим темам:
- «Невалентные взаимодействия в кристаллохимическом дизайне 3D-молекулярных и 2D-поверхностных архитектур в целях создания функциональных материалов и решения задач химии устойчивого развития» под руководством ведущего ученого Джузеппе Реснати (Италия), 90 млн руб., срок выполнения 2021-2023 гг.
Проект посвящен решению глобальных проблем человечества и затрагивает углубленное изучение современных принципов и закономерностей нековалентных взаимодействий для дальнейшего применения в разработке интеллектуальных материалов для перспективных технологий. Реализация проекта включает в себя фундаментальное исследование, направленное на получение знаний, с последующей практико-ориентированной разработкой новых методов и подходов в дизайне 2D- и 3D-материалов. Ядром проекта являются нековалентные взаимодействия, которые станут основой для дальнейшей разработки и внедрения материалов.
При реализации гранта создана международная научно-исследовательская лаборатория «Невалентные взаимодействия в химии материалов».
- «Пьезо- и магнитоэлектрические биосовместимые материалы для решения задач современной биологии и медицины» под руководством ведущего ученого А.Л. Холкина (Португалия), 90 млн руб., срок выполнения 2021-2023 гг.
Целью проекта является создание новых биосовместимых пьезо- и магнитоэлектрических материалов, в том числе композитных, которые можно использовать для управляемого воздействия на фенотип клеток, регенерации тканей, локального ингибирования роста клеток, а также управляемой доставкой лекарств в клетки и ткани.
При реализации гранта создан международный научно-исследовательский центр «Пьезо- и магнитоэлектрические материалы».
- «Разработка таргетных молекул на основе каркасных белков для диагностики и терапии злокачественных новообразований: тераностический подход», рук. В.М. Толмачев (Швеция).
Проект направлен на разработку диагностических радиофармпрепаратов для отбора онкологических пациентов на таргетную терапию, а также на создание нового класса лекарственных средств для таргетной терапии злокачественных новообразований, что сделает лечение рака более персонализированным и, следовательно, более эффективным.
При реализации гранта создан научно-исследовательский центр «Онкотераностика».
В рамках государственного задания в сфере научной деятельности в 2021 г. были созданы две новые лаборатории под руководством молодых исследователей по тематикам НОЦ Томской области (лаборатории будут финансироваться до 2023 г., объем финансирования каждой – по 44,8 млн. руб.):
- Лаборатория перспективных материалов и обеспечения безопасности водородных энергосистем.
Задачи, стоящие перед лабораторией: создание научных основ и технологий производства новых функциональных композитных материалов для нужд водородной энергетики; разработка материалов для разделения и очистки водорода, а также водородонепроницаемых защитных покрытий, методов измерения и исследование селективных характеристик мембранных систем из композитных материалов; диагностика материалов и изделий водородных энергосистем неразрушающими методами контроля.
Год создания: 2021.
Количество сотрудников: 27.
Научные направления:
- Создание научных основ и технологий производства новых функциональных композитных материалов для нужд водородной энергетики.
- Разработка материалов для разделения и очистки водорода, а также водородонепроницаемых защитных покрытий.
- Разработка методов измерения и исследование селективных характеристик мембранных систем из композитных материалов.
- Диагностика материалов и изделий водородных энергосистем неразрушающими методами контроля.
Публикации:
- Sidelev D. V., Ruchkin S. E., Yurjev Y. N., Lomygin A., Syrtanov M. S., Stolbovskaya G. N., Ukhanov S. Stripping of carbon coatings in radio-frequency inductively coupled plasma of H2/Ar //Surface and Coatings Technology. – 2021. – Vol. 427. – P. 127837.
- Borodin V. I., Lun-Fu A. V., Kudiiarov V. N., Lider A. M., Sakvin I. S., Bubenchikov M. A., Ovchinnikov V. A. Application of the Electrochemical Permeation Method for Hydrogen Diffusion Coefficient Determination in Pipeline Steel 10G2 //Coatings. – 2021. – Vol. 11. – №. 10. – P. 1260.
- Kashkarov E. B., Krotkevich D. G., Mingazova Y. R., Pushilina N.S., Syrtanov M.S., Lider A.M., Travitzky N. Functionally graded laminated composites fabricated from MAX-phase filled preceramic papers: Microstructure, mechanical properties and oxidation resistance //Journal of the European Ceramic Society. – 2022. – Vol. 42. – №. 5. – P. 2062-2072.
- Li K., Kashkarov E., Ma H., Fan P., Zhang Q., Zhang P., Cao X., Zhang J., Wu Z., Lider A., Travitzky N., Yuan D. Irradiation resistance of preceramic paper?derived SiCf/SiC laminated composites //Journal of Materials Science. – 2022. – Vol. 57. – P. 10153-10166.
- Сиделёв Д. В., Воронина Е.Д., Кожина О.И., Грудинин В.А., Столбовская Г.Н. Азотирование стали 40х13 в индуктивно-связанной плазме: влияние потенциала смещения образца //Прикладная физика. – 2022. – №. 2. – С. 16.
Труды конференций:
- Кроткевич Д. Г., Кашкаров Е. Б., Пушилина Н. С. Структура и свойства композиционных материалов на основе МАХ-фаз //Современные проблемы машиностроения: сборник трудов XIV Международной научно-технической конференции, г. Томск, 25-30 октября 2021 г. – 2021. – С. 97-98.
- Сыртанов М. С. и др. Модернизация рентгеновского дифрактометра для исследований структурно-фазового состояния материалов в среде водорода при повышенной температуре //Водород. Технологии. Будущее: сборник тезисов докладов II Всероссийской конференции с международным участием, г. Томск, 25-27 октября 2021 г. – Томский политехнический университет, 2021. – С. 92.
- Эльман Р. Р., Семёнов О. В., Кудияров В. Н. Изучение процессов сорбции и десорбции водорода в металл-органических каркасных структурах с использованием автоматизированного комплекса Gas Reaction Controller //Современные проблемы машиностроения: сборник трудов XIV Международной научно-технической конференции, г. Томск, 25-30 октября 2021 г. – 2021. – С. 201-202.
- Дюсамбаев А.К., Криницын М.Г. Исследование микропористой керамики al2o3, полученной искровым плазменным спеканием прекерамических бумаг //Перспективы развития фундаментальных наук: сборник трудов XIХ Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, г. Томск, 26-29 апреля 2022 г. – 2022. – Т.1. – 74-76.
- Жданов А.Е., Мурашкина Т.Л. Синтез материала-накопителя водорода Ti21,5V40Cr38,5 методом плавления в плазме аномального тлеющего разряда //Перспективы развития фундаментальных наук: сборник трудов XIХ Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, г. Томск, 26-29 апреля 2022 г. – 2022. – Т.1. – 77-79.
- Копцев М., Дюсамбаев А. Разработка установки для исследования газопроницаемости // Перспективы развития фундаментальных наук: сборник трудов XIХ Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, г. Томск, 26-29 апреля 2022 г. – 2022. – Т.1. – 104-106.
- Кругляков М.А. Влияние водорода на структурно-фазовое состояние и механические свойства циркониевого сплава Zr-2.5Nb //Перспективы развития фундаментальных наук: сборник трудов XIХ Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, г. Томск, 26-29 апреля 2022 г. – 2022. – Т.1. – 107-109.
- Мингазова Ю.Р. Получение градиентных пористых материалов на основе MAX-фаз из прекерамических бумаг //Перспективы развития фундаментальных наук: сборник трудов XIХ Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, г. Томск, 26-29 апреля 2022 г. – 2022. – Т.1. – 134-136.
- Пирожков А.В., Курдюмов Н., Эльман Р.Р. Защитное TiC покрытие для поглощающих элементов из HfHx //Перспективы развития фундаментальных наук: сборник трудов XIХ Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, г. Томск, 26-29 апреля 2022 г. – 2022. – Т.1. – 161-163.
Патенты:
- Свидетельство о регистрации программы ЭВМ «UTView»
Сотрудничество с организациями:
- ООО «Газпром трансгаз Томск»
- Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера Сибирского отделения Российской академии наук
- Институт физики прочности и материаловедения СО РАН
- АО «НИИЭФА им. Д.В. Ефремова» (Росатом)
- Институт катализа имени Г. К. Борескова СО РАН
Информация о руководителе лаборатории:
Кашкаров Егор Борисович, к.ф.-м.н., H-index = 13
- Лаборатория химической инженерии и молекулярного дизайна.
Целью создания лаборатории является конструирование новых молекул полимерной и\или органической природы для сельскохозяйственной и фармацевтической отрасли. Главной задачей лаборатории является разработка новых платформ, которые позволят получить доступ к разнообразным полифункционализированным биологически значимым соединениям и материалам.
Год создания: 2021.
Количество сотрудников: 20.
Руководитель: Степанова Елена Владимировна, к.х.н.
Создана в ТПУ на базе Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий. В лабораторию войдут только молодые специалисты, в основном это студенты и аспиранты ТПУ. Целью создания лаборатории является конструирование новых молекул полимерной и\или органической природы для сельскохозяйственной и фармацевтической отрасли. Главная задача лаборатории заключается в разработке новых платформ, которые позволят получить доступ к разнообразным полифункционализированным биологически значимым соединениям и материалам.
Лаборатория занимается разработкой новых эффективных и экологически безопасных методов синтеза биоразлагаемых полимерных материалов на основе природных соединений (тритерпеноиды, полисахариды), полученных из отходов лесного и сельского хозяйства, а также пищевой промышленности. Разрабатываемые методы позволят получать полимерные материалы, которые могут найти широкое применение в качестве полимерных связующих для термопластичных композиционных материалов, материалов для сорбции газа и модификации целлюлозных волокон, термопластов и реактопластов, биоразлагаемых «умных» удобрений, а также биосовместимых многофункциональных биоматериалов и носителей для контролируемой доставки лекарств и их контролируемого высвобождения.
Также, в лаборатории осуществляет дизайн новых молекул на основе природных низкомолекулярных соединений с целью придания им новых фармацевтических свойств. Применение новых методов к конструированию лекарственных препаратов на основе природных молекул, в том числе методы компьютерного моделирования и модификация скелета природных молекул, позволит модулировать их биологическую активность и создавать кандидаты в фармацевтические субстанции.