Уникальная научная установка Флюид-Спектр

Тип: 
Другие
Назначение: 
Классификационная группа: Стенды для электро-, теплофизических и механических испытаний
Описание: 

 

Полное наименование УНУ:

Комплекс оборудования для спектральных измерений сверхкритических флюидов

Краткое наименование УНУ:

Флюид-Спектр

Организация:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии растворов им. Г.А. Крестова Российской академии наук

Руководитель:

Ходов Илья Анатольевич - директор Комплекса оборудования для спектральных измерений сверхкритических флюидов, кандидат физико-математических наук

Контактная информация:

тел. 8 (4932) 351869, эл.почта: fluid-spektr@isc-ras.ru

Год создания УНУ Флюид-Спектр: 2018 (и реорганизован 2019 г.)

Фактический адрес размещения УНУ:

  • Федеральный округ: Центральный
  • Регион: Ивановская область
  • 153045, г. Иваново, ул. Академическая, д. 1

Подать заявку

Официальные документы:
 

Направления научных исследований, проводимых на УНУ:

  • Химия растворов, теоретические основы химико-технологических процессов в жидких средах;
  • Химия и технология получения и модификации оксидных, полимерных и гибридных наноматериалов в растворах;
  • Разработка новых фармацевтических форм лекарственных соединений и материалов биомедицинского назначения.

Описание и Главные преимущества УНУ:

Кроме комплекса молекулярной флюидной спектроскопии ИХР РАН в мире не существует подобных комплексов, которые оснащены специальными ячейками для получения колебательных инфракрасных (ИК) спектров, а также спектров ядерного магнитного резонанса (ЯМР) при сверхкритических параметрах состояния. Для комплекса молекулярной флюидной спектроскопии была спроектирована и изготовлена уникальная оптическая высокотемпературная ячейка высокого давления с учетом решаемых научных задач. Данная ячейка изготовлена из специальной стали, что позволяет использовать ее в широком диапазоне температур и давлений до 1000 бар и ~300°C. Использование инновационной системы уплотнения оптических окон, выполненная на основе углеродного материала графлекс позволяет проводить длительные эксперименты при высоких давлениях и температурах при полном отсутствии утечек давления из ячейки. Одна из важнейших особенностей ячейки заключается в возможности оперативного изменения ее внутренней геометрии, в частности оптической длины образца, исходя из требований проводимого исследования. Организация внутреннего объема ячейки предоставляет возможность проводить исследования как однокомпонентных (жидкость, газ, сверхкритический флюид), так и многокомпонентных и многофазных систем (жидкость-газ, жидкость-сверхкритический флюид, жидкость-твердое вещество, сверхкритический флюид-твердое вещество, и т.д.).

Кроме установки флюидной ИК спектроскопии комплекс Флюид-Спектр дополнен установкой флюидной ЯМР спектроскопии. Установки флюидной ЯМР спектроскопии основана на использовании резистивной ячейки, в которой создается давление непосредственно. Основное отличие данных ячеек, состоит в различии материалов использованных при изготовлении, включая пластмассы, стекло, кварц, сапфир и диоксид циркония. В зарубежных аналогах используются ячейки из оксида циркония, однако данный материал невозможно использовать для исследования агрессивных сред (плавиковой и концентрированной серной кислот). Поэтому, за основу для ЯМР ячейки был взят, также как и для ИК, сапфир, который является более устойчивым к агрессивным средам, а температурная зависимость коэффициента расширения достаточно мала, чтобы температурные градиен<ты не влияли на процесс измерения спектров. Был разработан специальный клапан из немагнитного материала, чтобы обеспечить подачу газа под определенным давлением. Уникальные возможности комплекса молекулярной флюидной спектроскопии будут существенно расширены в результате модернизации ячейки для ЯМР. Основной целью модернизации является повышение основных инженерных параметров – стабильности поддержания давления в ЯМР ячейке.

Наиболее значимые научные результаты исследований (краткое описание):

В последние годы на комплексе молекулярной флюидной спектроскопии проводились междисциплинарные исследования биологически-активных веществ в флюидном растворителе. В частности, для широкого диапазона температур и давлений впервые в полной мере исследована растворимость парацетамола в сверхкритическом диоксиде углерода и определены кинетические параметры растворения[1].

Впервые была исследована взаимосвязь конформационного состояния молекул биологически-активных веществ (парацетамол и ибупрофен) в фазе сверхкритического диоксида углерода, находящейся в равновесии с кристаллической формой исследуемого соединения [2].

Для бинарного растворителя метанол-скСО2 обнаружена вероятность протекания реакции между исходными веществами смеси, протекающая с образованием диметил-карбоната, определены кинетические параметры реакции для широкого интервала температур[3].

Впервые в полной мере исследованы конформации молекул мефенамовой кислоты в ее насыщенном растворе в сверхкритическом диоксиде углерода, находящемся в контакте с донной фазой, содержащей различные полиморфы мефенамовой кислоты, в условиях изохорного нагрева в интервале температур 80–220 ° C.[4]

 

Экспертный совет УНУ:

Председатель д.х.н. проф. Мамардашвили Нугзар  Жораевич
Зам. председателя к.ф.-м.н. Ходов Илья Анатольевич
Секретарь Экспертного совета Курская Мария Васильевна
д.х.н. проф. Сырбу Сергей Александрович
к.х.н. Опарин Роман Дмитриевич
к.х.н. Дышин Алексей Александрович

Технические характеристики: 

Комплекс молекулярной флюидной спектроскопии оснащенный специальными ячейками для измерения колебательных инфракрасных  (ИК) спектров, а также  спектров ядерного магнитного резонанса (ЯМР) в широком диапазоне параметров состояния, включая сверхкритические. Для  комплекса ИК спектроскопии была создана уникальная система поддержки и контроля давления и температуры позволяющая работать в интервале P=1 бар – 1000 бар и поддерживать заданное давление с точностью 0,1 бара и в интервале от комнатной температуры до T~400°C с точностью 1°С. Универсальность системы позволяет использовать ее с различными типами экспериментальных ячеек (для ИК и ЯМР спектроскопии), реакторов, позволяющих реализовать различные процессы, основанные на применении сверхкритических флюидных технологий, в частности, быстрое расширение сверхкритических растворов (RESS).

 

Информация о статусе заявки

Номер заявки                           Статус заявки

        001                           Находится на рассмотрении