Стажировка по электронной микроскопии 2016: углеродные материалы

Институт органической химии им. Н. Д. Зелинского РАН и компания Интерлаб, являющаяся эксклюзивным дистрибьютором фирмы Hitachi High Technologies,инициируют программу краткосрочных научных и образовательных стажировок в области современной электронной микроскопии.

Тематика стажировки: исследование графеновых систем, углеродных нанотрубок, графита, других углеродных материалов и катализаторов, а также сложных композитных углерод-содержащих систем.

Требования к образцам:

• типы образцов: углеродные нанотрубки, графит, графеновые материалы, композитные материалы, углеродосодержащие системы, катализаторы;

• количество образца: 0,5-10 мг (параметры могут изменяться, в зависимости от образца и методики исследования);

• устойчивоть на воздухе и к действию органических растворителей.

Цель программы:

• предоставление российским ученым доступа к современным возможностям электронной микроскопии и микроанализа;

• стимулирование академической мобильности и коллективного использования научно-исследовательской инфраструктуры;

• стимулирование научных исследований в области изучения углеродных материалов.

Мы предоставляем:

• возможность доступа и обучения на современном научном оборудовании FE-SEM/STEM/EDS;

• уникальная возможность для исследования своих образцов. Результаты исследования могут быть использованы в научной и образовательной работе без ограничений. Стажировки проводятся бесплатно, и сотрудники центра коллективного пользования не будут входить в число соавторов публикаций. В случае опубликования результатов микроскопического исследования за проведенную стажировку сотрудникам центра коллективного пользования выражается благодарность;

• уникальная методика исследования реакционных центров углерода. Методика основана на использовании контрастного вещества — растворимого комплекса палладия — который избирательно прикрепляется к дефектным областям на поверхности углеродных материалов. Присоединение генерируемых в растворе кластеров палладия к поверхности углеродного материала приводит к образованию наночастиц металла, которые могут быть легко зафиксированы с использованием электронного микроскопа. Выделение дефектных центров на углеродной поверхности с помощью «Pd маркеров» дает уникальную возможность изучить реакционную способность слоев;

МЕТОДИКА: томографическое исследование углеродных материалов с помощью электронной микроскопии

Главная особенность методики: использование контрастного вещества — растворимый комплекс палладия — который избирательно прикрепляется к дефектным областям на поверхности углеродных материалов.

На первой стадии готовится раствор комплекса палладия в органическом растворителе. При небольшом нагревании в этом растворе образуются наночастицы палладия. Добавление углеродного материала приводит к быстрой адсорбции наночастиц палладия на его поверхности, и этот процесс легко контролируется даже визуально: темно-красный раствор превращается в бесцветный.

Присоединение генерируемых в растворе кластеров палладия к поверхности углеродного материала приводит к образованию наночастиц металла, которые могут быть легко зафиксированы с использованием электронного микроскопа. Чем более активен углеродный центр или дефект, тем прочнее связывание с частицами Pd и тем меньше времени занимает процедура визуализации. Таким образом, дефекты на углеродной поверхности и химически активные центры могут быть нанесены на 3D карту с высоким разрешением и уровнем контраста. Особенно интересен тот факт, что дефект будет охарактеризован не только благодаря разнице в строении или геометрических параметрах, но и по отличиям в химической активности. Таким образом, этот подход помогает визуализировать химическую реакционную способность с пространственным разрешением в нанометровом диапазоне.

Выделение дефектных центров на углеродной поверхности с помощью «Pd маркеров» дает уникальную возможность изучить реакционную способность слоев. Как показывают полученные результаты, более 2000 реакционно-способных центров могут быть расположены на одном квадратном микрометре поверхности обычного углеродного материала. При этом распределение дефектов не является хаотическим и в ряде случаев наблюдается упорядоченная структурная организация дефектов.

Предложенный метод — эффективный инструмент подбора условий для получения графеновых материалов с заданным пространственным расположением дефектов определенной химической активности. А это открывает путь для создания новых типов наноструктурированных катализаторов, в которых молекулы реагентов размещаются не хаотически, а только на выделенных и упорядоченных местах, то есть подвергаются предварительной организации.

Читать больше о методике: "Наука и Жизнь", №7, 2015

Оригинальная работа: Spatial imaging of carbon reactivity centers in Pd/C catalytic systems

СТАЖИРОВКИ 2016

Новомилинский Иван Николаевич

ФГАОУ ВО «Южный федеральный университет»
Тема работы: "Патиносодержащие электрокатализаторы на основе новых углеродных носителей"

Мисоченко Анна Александровна, к.т.н

Столяров Владимир Владимирович, д.т.н
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведенияим. А.А. Благонравова, Российской академии наук, Москва
Тема работы: «Изучение формирования активных центров роста углеродных нитей при каталитичексом разложении хлорпроизводных углеводородов на массивных металлах и сплавах»

Есеев Марат Каналбекович, д.ф.-м.н.

Гошев Андрей, инженер-исследователь
Любомир Винник, студент
Северный (Арктический) федеральный университет имени М. В. Ломоносова, Архангельск

Кузнецов Денис Александрович, к.х.н.
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем химической физики Российской академии наук (ФГБУН ИПХФ РАН)
Тема работы: «Дизайн биметаллических алкоксидных комплексов на основе кобальта и никеля как single source прекурсоров каталитических материалов для (фото)электрокаталитического разложения воды»

Лугинина Марина Александровна, аспирант
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения Российской академии наук
Тема работы: «Синтез и исследование структуры перспективных материалов на основе МХen фаз»

Лебедев Олег Владимирович, аспирант
Институт Синтетический Полимерных Материалов им Н.С. Ениколопова
Тема работы: «Исследование механизмов диспергирования наноразмерных углеродных наполнитеоей в полимерной матрице при деформации в условиях однородного сдвига»

Шакшеев Константин Александрович
Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов
Тема работы: «Изучение структурной самоорганизации углеродных нанотрубок (УНТ) в эпоксидной матрице в присутствии компатибилизаторов»

Попов Максим Викторович
Новосибириский государсвенный Технический Университет
Тема работы: «Микроскопичные исследования углеродных нановолокон и каталитическрй системы на основе Ni»

Рожина Эльвира Вячеславовна
Казанский Федеральный Университет
Тема работы: «Исследование нанотрубок галлуазита»