Лаборатория химии редкоземельных элементов

1. Год образования: 1975 Научный руководитель: 1975-1981 гг. –профессор дхн Катаев Г.А. с 1981 г. –по настоящее время – профессор дхн Мокроусов Г.М.

2. Количество сотрудников (г\бюджет): 1980 г. –13 чел., 1990 г.-19 чел., 2002 г. – 8 чел., в т.ч. 4 кандидата наук (неполная ставка).

3. Участие в учебной работе: Совместно с кафедрой аналитической химии осуществляется подготовка молодых специалистов по специализации “химическое материаловедение” с уклоном в химию материалов электронной техники (до 1994 г - "химия полупроводников"); с 1996 г. разрешена также подготовка магистров по "химии твёрдого тела". Проводится подготовка аспирантов по специальностям “физическая химия” и “аналитическая химия”. Подготовлено и издано 4 учебно-методических пособия.

4. Научная деятельность:

4.1. Основные общие направления НИР и итоги: 4.1.1. Создание и исследование свойств новых люминесцирующих материалов на основе органических производных рзэ; комплексы рзэ. Совместно с кафедрой неорганической химии (доценты Чупахина Р.А., Скорик Н.А.) был выполнен большой объем исследований в данном направлении. Большой вклад в развитие исследований внесен Касимовой Л., Майером Р.А., Стреженковым Ю.А. и др. 4.1.2. Разработка защитных полимерных композиций для герметизации РЭУ; исследование взаимодействия материалов с излучением. Большой вклад в развитие исследований был внесен Катаевым Г.А., Ереминой Н.С., Крафтом В.В., Саломатиным Б.В. и др.; работа выполнялась совместно с СФТИ и НИИПП. 4.1.3. Исследования межфазных явлений, создание новых полупроводниковых структур. По существу это направление является развитием взглядов школы профессора Катаева Г.А. в области поверхностных явлений, начатых им с середины 1950-х годов. За последние 20 лет аспирантами кафедры и сотрудниками ПНИЛ ХРЗЭ (Лезина Т.Д., Вотякова И.В., Дацко Л.С., Фефелова И.И., Темерев С.В., Лиленко Е.П., Карпович Н.В., Бекезина Т.П.) совместно с СФТИ и ГФУП НИИПП под руководством Г.М. Мокроусова изучены межфазные превращения, найдены составы и условия обработки поверхности многокомпонентных полупроводниковых материалов, а также созданы новые структуры. Основные результаты: - Вскрыта природа превращений на границах раздела фаз многокомпонентных соединений с водной средой с использованием термодинамических представлений – кажущихся равновесных потенциалопределяющих реакций - в рамках зависимостей кажущийся равновесный электродный потенциал(Ерк) - рН раствора с учетом кинетических характеристик компонентов системы, что привело к новым воззрениям о поверхности многокомпонентных соединений: она представляется в образе идентифицированной двухслойной структуры, состоящей из поверхностного и приповерхностного слоев. На основе вышеуказанных представлений разработана методология научного прогнозирования и целенаправленного формирования состава и строения поверхности (границ раздела фаз) многокомпонентных соединений, а также комплекс методик получения поверхности полупроводников с заданным составом в водных и неводных растворах, газовой среде. - Выявлены закономерности электрохимического формирования границы раздела П(InAs, InSb, Cd0,2Hg0,8Te) - Д(собственный оксид), а на этой основе - возможности управления составом анодных оксидных пленок(АОП) и параметрами МОП структур путем варьирования условиями проведения процесса, включая воздействие УФ -излучения. - Рассмотрена взаимосвязь предварительной подготовки поверхности арсенида галлия и фосфида индия, а также условий нанесения на них металла (формирования границы М-П), в том числе с использованием нетермического активирования процесса электрохимического нанесения металлов воздействием ИК-лазерного излучения с параметрами МП структур (барьеров Шоттки). По этим вопросам была издана монография (Мокроусов Г.М. Перестройка твердых тел на границах раздела фаз (1990), защищено 5 кандидатских и 1 докторская диссертация. В этот же период была рассмотрена физикохимия процессов, протекающих в жидких средах, в условиях воздействия магнитного поля, скрещенного электрического и магнитного поля; предложена оригинальная модель жидкой среды с микроканалами, определяющими распределение в ней заряда (потенциала) и характер движения вещества, объясняющая некоторые явления, возникающие в среде при воздействии магнитного поля; издана монография (Мокроусов Г.М., Горленко Н.П. Физико-химические процессы в магнитном поле (1988) и защищена 1 кандидатская диссертация. 4.1.4. Разработка новых методов исследования и анализа. Исследования проводятся совместно с кафедрой аналитической химии и касаются преимущественно вольтамперометрии; в последние годы они в основном связаны с использованием в анализе новых (см. ниже) материалов. Основные результаты приведены в статье Марьянова Б.М., Мокроусова Г.М.: Кафедра аналитической химии Томского государственного университета// Ж. аналит. химии, 2002. - №2.- С.196-205. Большой вклад в развитие исследований внесен Баталовой (Волковой) В.Н., Бобковой Л.А., Даниэль Л.Я., Дубовой Н.М., Захаровой Э.А., Князевой Е.П., Ляминой Г.В., Наумовой Л.Б., Сараевой В.Е. и др. Защищено 4 кандидатских диссертации и 1 готовится к защите в 2002 г. 4.1.5. Создание и исследование свойств новых композиционных материалов многофункционального назначения на основе однотипной полиметакрилатной матрицы, солеобразных форм металлов и других компонентов (модификаторов). С начала 1990-х годов вышеуказанные направления постепенно замещаются направлением работ, связанным с разработкой и исследованиями новых материалов для электронной и оптической техники (Вайтулевич Е.А., Гавриленко Н.А., Гудымович Е.А., Еремина Н.С., Изаак Т.И., Лирмак Ю.М., Майер Р.А., Смагин В.П. и др.). По этим вопросам было защищено 3 кандидатских диссертации и 1 диссертация готовится к защите в 2002 г. Разработанный полимеризуемый состав запатентован в Венгрии, Европейском сообществе; удостоен бронзовой и серебряной медалями Международного салона изобретений (г. Брюссель, 1995 г.). Развивается новый подход к гомогенному модифицированию вещества, основанный на организации с ионами s-, p-, d-, f-металлов, растворителями, комплексообразователями, люминесцирующими красителями и преимущественно боковыми цепями полимерной матрицы слабого межмолекулярного взаимодействия, в том числе с образованием пространственных физических сеток. Управление свойствами прозрачного полимера осуществляется путем передачи матрице всего многообразия свойств компонентов системы, прежде всего ионов металлов. Созданы нижеследующие многофункциональные гибридные материалы (товарный знак Гиплам). - Прозрачные и селективно окрашенные защитные стекла для защиты персонала и технических устройств от воздействия рентгеновского и светового излучения, (свинцовый эквивалент - до 0,1 мм). - Расширены функциональные возможности промышленных акриловых резистов и слоев на их основе (светофильтрация, электропроводность и др.). - Твердый полимерный электролит с проводимостью порядка 10-4 См\м и мембраны для химических, в том числе литиевых, источников тока, ионоселективных электродов, чувствительного элемента датчиков влаги, пробоотбирающего и индикаторного вольтамперометрического датчика. - Сетчатые прозрачные (со)полимеры, обладающие хорошими сорбционными свойствами, что позволяет их использовать в качестве визуальных индикаторов для определения микроколичеств веществ и др. - Пленочные и объемные узко - и широкополосные светофильтры, фотолюминофоры, окрашенные и прозрачные стекла, декоративные изделия, в том числе типа «триплекс». Полиэтиленовая фотокорректирующая светостабилизированная пленка, произведенная в феврале 1999 г. по рецептуре Томского госуниверситета непрерывно прослужила в качестве покрытия двух промышленных теплиц в хозяйстве "Томь" 3 года; организуется ее промышленный выпуск. В 1990-91г. подтверждена международная приоритетность нашей разработки в области новых многокомпонентных металлсодержащих полимерных материалов – получено согласие на выдачу патентов США и Канады, а также Европейского патента (ЕР) 0404941, патента Венгрии (HU) 204072. По итогам международного салона изобретений (г. Брюссель, ноябрь 1995 г.) две разработки награждены бронзовой и серебряной медалями. 5. Участие в исследованиях по грантам, программам, хоздоговорам. (за последние 5 лет) - грант Минвуза по естественным наукам (1998-2000 г.) - грант РФФИ р98сибирь (1998-2000 г.) - 2 гранта областной администрации (1997-1998 г.; 2000-2001 - программа МОПО “Конверсия” (1997-1999 г.) - раздел областной программы “Сибирская теплица” (1999-2001 г.) - хоздоговора с ГУП НИИПП (1998 г., Томск), с МУП Оникс (Северск, 2001 г., 2002 г.). 6. Список публикаций за последние пять лет 6.1. Статьи 1. Вайтулевич Е. А., Гавриленко Н. А., Еремина Н. С. и др. Расширение функциональных возможностей полимерных материалов // Электронная промышленность.1998. № 6. С. 74. 2. Слижов Ю.Г., Гавриленко М.А., Гавриленко Н.А. // Особенности использования модифицированного полиметилметакрилата в качестве неподвижной фазы на силипоре 075 // Журн. физ. химии, 1998, Т.72, №5. 3. Мокроусов Г.М. Границы раздела фаз, новые материалы и методики аналитического контроля //Химики ТГУ на пороге третьего тысячелетия. Томск: Изд-во Том. ун-та, 1998. С 73. 4. Майер Р.А., Белов В.М., Евстигнеев В.В., Смагин В.П., Мокроусов Г.М. Люминесцентные свойства прозрачных металлосодержащих полимерных материалов // Перспективные материалы. 1998. №6. с. 38-41. 5. Изаак Т.И., Мокроусов Г.М. Чувствительный полимерный элемент для датчиков влажности различных сред на основе полиакрилатной композиции (статья); печ.; ВИНИТИ №1030-В-98 от 06.04.1998. 4с. 6. Изаак Т.И., Мокроусов Г.М. Свойства и возможности применения полиакрилатной композиции в качестве электролита химического источника тока (статья); печ.; ВИНИТИ №1029-В-98 от 06.04.1998. 3с. 7. Смагин В.П., Майер Р.А., Мокроусов Г.М., Баталов А.П. Радиационная и термическая устойчивость полиметилметакрилата, модифицированного ионами редкоземельных элементов//Высокомолек. соед. Б. 1999. Т.41. №4. С.711-714. 8. Буянов А.В., Майер Р.А., Мокроусов Г.М., Смагин В.П. Спектральные свойства полиметилметакрилата, модифицированного ионами Nd3+//Высокомолек. соед. Б. 1999. Т.41. №10. С.1675. 9. Смагин В.П., Мокроусов Г.М., Белов В.М., Лагуткина Е.В. Исследование свойств модифицированного полиметилметакрилата// Вестник АлтГТУ им. И.И. Ползунова. 1999. №2. 10. Смагин В.П., Мокроусов Г.М., Белов В.М., Лагуткина Е.В. Некоторые свойства полиметилметакрилата, модифицированного ионами щелочных металлов//Изв. вузов. Химия и хим. технология.-1999. т.42. вып. 5, с. 78-80. 11. Бекезина Т.П., Мокроусов Г.М. Формирование поверхности заданного состава у арсенида галлия // Неорг. материалы, 2000. Т.36. №9. С.1029-1036. 12. Мокроусов Г.М., Гавриленко Н.А., Изаак Т.И. Ионная проводимость композиций полиметакрилат – трифторацетат металла // Журнал прикладной химии. - 2000. - Т. 73.-№8. – С.1350-1352. 13. Мокроусов Г.М., Гавриленко Н.А., Изаак Т.И. Чувствительный полиакрилатный элемент для датчика влаги // Журнал прикладной химии. - 2000. - Т. 73. - №9. – С. 1563-1565. 14. Мокроусов Г.М., Гавриленко Н.А., Гарбер Н.Г., Гавриленко М.А. Межмолекулярные взаимодействия в системе полиметилметакрилат – трифторацетат серебра, меди и неодима // Журнал физической химии. - 2001. - Т. 75. - №6. – С. 1132-1134. 15. Мокроусов Г.М., Гавриленко Н.А., Гарбер Н.Г., Гавриленко М.А. Влияние трифторацетатов металлов на термодеструкцию полиметилметакрилата // Журнал физической химии. - 2001. - Т. 75. - №6. – С. 1135-1137. 16. Анищенко Е.В., Еремина Н.С., Мокроусов Г.М. Литографические характеристики позитивного фоторезиста на основе нафтохинондиазида в зависимости от условий нанесения и обработки поверхности подложки // Вопросы химии и химического материаловеденияю Томск: Изд-во Том. ун-та, 2002. С.33-37. 17. Бабкина О.В., Изаак Т.И., Мокроусов Г.М. Металл-полимерные композиты на основе пористых полиакрилатных матриц, допированных наноплатиной // Вопросы химии и химического материаловеденияю Томск: Изд-во Том. ун-та, 2002. С.38-41. 18. Вайтулевич Е.А., Еремина Н.С., Мокроусов Г.М. Спектрально-люминесцентные свойства композиций на основе полиэфиракрилата // Вопросы химии и химического материаловеденияю Томск: Изд-во Том. ун-та, 2002. С.42-45. 19. Мокроусов Г.М., Князева Е.П., Лямина Г.В., Маханько М.В., Шаманский В.В. Применение метакрилатсодержащих полимеров для вольтамперометрического определения фаз меди на поверхности // Вопросы химии и химического материаловеденияю Томск: Изд-во Том. ун-та, 2002. С.46-49. 20. Сараева В.Е., Зарецкая Т.В., Буланцева В.Н. Кинетика процессов в сложных полимерных системах на основе ПММА и использование результатов ее выводов для оптимизации свойств создаваемых систем // Вопросы химии и химического материаловеденияю Томск: Изд-во Том. ун-та, 2002. С.50-53. 6.2. Патенты 1. Состав для прозрачного в диапазоне видимого света покрытия с фотокорректирующими свойствами //Мокроусов Г.М., Спирин Е.А., Астафурова Т.П., Юрченко В.И. Заявка на патент № 98114634\04(015762) от 1998 г. 2. Ионопроводящий термообратимый полимерный материал и полимеризуемый состав для его получения//Мокроусов Г.М., Изаак Т.И., Гавриленко Н.А. Заявка на патент № 2000129845/04(031664) от 30.11.2000 г. 3. Полимерная композиция для изготовления пленочного покрытия//Мокроусов Г.М., Васильев А.В., Манаширов О.Я., Елисеев Н.В. Заявка на патент № 2001122854 от 14.08.2001 г. 6.3 Участие в работе конфенренций 1. Жданова Т.В., Сараева В.Е., Мокроусов Г.М. Ионселективный электрод на основе полиакрилатной мембраны //Тез. III Всерос. конф. «Экоаналитика-98», Краснодар, 1998 2. Смагин В.П., Майер Р.А., Мокроусов Г.М. Исследование люминесценции ионов рзэ в оптических материалах //Тез. докладов международной конференции «Физико-химические процессы в неорганических материалах». Кемерово, 6-9 окт. 1998.- Ч.2. 3. Еремина Н.С., Вайтулевич Е.А., Мокроусов Г.М. Расширение функционального назначения акрилсодержащего полимерного материала//3-я Уральская конференция “Полимерные материалы и двойные технологии” Пермь. 12-14 окт. 1999 г. 4. Изаак Т.И., Мокроусов Г.М. Физико-химические свойства и перспективы использования полимерных систем на основе акрилового сополимера и полиэтиленгликоля//3-я Уральская конференция “Полимерные материалы и двойные технологии” Пермь. 12-14 окт. 1999 г. 5. Гавриленко Н.А., Гарбер Н.Г., Мокроусов Г.М. //3-я Уральская конференция “Полимерные материалы и двойные технологии” Пермь. 12-14 окт. 1999 г. 6. Изаак Т.И., Мокроусов Г.М. Вольтамперометрия полимерных электролитов для литиевых источников тока//5-я Всероссийская конференция “Электрохимические методы анализа(ЭМА-99)” Москва. 6-8 дек. 1999 г. 7. Лямина Г.В., Князева Е.П., Мокроусов Г.М.. Применение пленок модифицированного полиметиметакрилата в качестве сенсора для вольтамперометрического определения металлов //5-я Всероссийская конференция “Электрохимические методы анализа(ЭМА-99)” Москва. 6-8 дек. 1999 г. 5-я Всероссийская конференция “Электрохимические методы анализа(ЭМА-99)” Москва. 6-8 дек. 1999 г. 8. Mokrousov G.M., Slizhov Y.G., Gavrilenko М.A. Phase transitions polymethylmetacrilate containing copper ions Abstr. Int. Symp. OMCOS-10, 1999, Paris, France. 9. Гавриленко Н.А., Мокроусов Г.М., Изаак Т.И. Полифункциональные полимеризуемые системы на основе метакрилатов и ионов металлов// Тез. II Всерос. Каргинский симп. «Физика и химия полимеров XXI», 29-31 мая 2000. г. Черноголовка. 10. Mokrousov G.M., Gavrilenko N.A. Optical transparent ion conducting modified polymethylmetacrylate// Abstr. 7 Int. Symp. on Polymer Electrolytes (ISPE7), Australia, Noosa, 6th-11th August 2000. 11. Isaak T.I., Mokrousov G.M. Solvent containing polyacrylic network as a solid electrolyte // Abstr. 7 Int. Symp. on Polymer Electrolytes (ISPE7), Australia, Noosa, 6th-11th August 2000. 12. Izaak T.I., Salanov A.N., Mokrousov G.M., Babkina O.V. Metal-polymer composites obtained from macroporous polymer networks// EuroPolymer Congress, Netherlands , Eindhoven, 15-20 July 2001, P.264 http://www.europolymer.org/epf2001/7/264.php 13. Izaak T.I., Salanov A.N., Mokrousov G.M., Babkina O.V. Phase separation in the polyacrylic gels and structure of the porous networks obtained on their base// EuroPolymer Congress, Netherlands , Eindhoven, 15-20 July 2001, P.263 http://www.europolymer.org/epf2001/11/263.php 14. Vaitulevitch E. A., Eremina N. S., Mokrousov G. M., Kulakova M. M. Spectral and fluorescent properties of a composition on the basis of poly(methyl methacrylate), organic dye and ion of metal. EuroPolymer Congress, Netherlands , Eindhoven, 15-20 July 2001, P.341 http://www.europolymer.org/epf2001/7/341.php 15. Vaitulevitch E. A., Eremina N. S., Mokrousov G. M. Composition plastic material based on photosensitive polyetheracrylate. EuroPolymer Congress, Netherlands , Eindhoven, 15-20 July 2001, P.359 http://www.europolymer.org/epf2001/7/359.php 16. Eremina N. S., Gavrilenko N.A., Mokrousov G. M. Thermal properties of copolymer of methyl metacrylate and metacrylic acid modified by silver ions. EuroPolymer Congress, Netherlands , Eindhoven, 15-20 July 2001, P.379 http://www.europolymer.org/epf2001/7/379.php. 17. Gavrilenko N.A., Mokrousov G. M., Chernikh N.V, Schelkovnikov V.V. Polymethcrilate matrix modiefied by complexing agents as the detecting instrument for determination of hydrargyrum (II) // 2nd Inter. Conference on Instrymental Mehods of Analysis, IMA 2001, 5-8 September 2001, Ioannina, Greece. P.188.