Кафедрой разрабатываются новые многофункциональные материалы различного назначения, в том числе для устройств преобразования, накопления и хранения энергии:

• для р-ветвей высокотемпературных термоэлектрических модулей и термоэлектрогенераторов на основе слоистого кобальтита кальциия;
• средне- и высокотемпературных твердооксидных топливных элементов на основе слоистых кислороддефицитных перовскитов;
• катодных материалов натрий-ионных аккумуляторов на основе слоистого кобальтита натрия;
• высокотемпературных мультиферроиков (сегнетомагнетиков) на основе ортоферрита висмута.

Основные научные исследования, проводимые в рамках научного направления:

• синтез и исследование физико-химических свойств сложных оксидных систем, включающих ферриты, высокотемпературные сверхпроводники, оксидные мультиферроики и термоэлектрики, наноструктурированные и наноразмерные оксиды металлов;
• разработка низкотемпературных растворных методов получения высокодисперсных порошков сложнооксидных функциональных материалов различного назначения;
• синтез и исследование физико-химических свойств новых мультиферроиков на основе феррита висмута со структурой перовскита;
• разработка новых эффективных высокотемпературных термоэлектриков на основе слоистых кобальтитов;
• механизм и кинетика фазообразования в многокомпонентных системах оксидов металлов;
• механизм и кинетика электрохимических процессов;
• переработка и регенерация промышленных металлосодержащих отходов и сточных вод химико-гальванических производств;
• идентификация и количественный анализ компонентов эфирных масел пряно-ароматических растений;
• получение новых аналитических реагентов, органических материалов для современного аналитического оборудования и электронной техники;
• получение биологически активных фторсодержащих гетероциклических соединений;
• совершенствование методов преподавания аналитической и физической химии.

По результатам научно-исследовательских работ сотрудниками кафедры публикуются статьи в научных журналах, материалы конференций и тезисы докладов, результаты исследований включаются в издаваемые учебно-методические пособия.

Ежегодно на кафедре выполняется несколько научно-исследовательских работ, одна из которых выполняется всеми преподавателями за счет второй половины рабочего дня, а остальные финансируются из средств госбюджета Республики Беларусь в рамках различных государственных программ, а также по грантам Министерства образования и Белорусского республиканского фонда фундаментальных исследований.

Оксидный термоэлектрический материал

 

---

Тематика НИР кафедры

• ГБ 21-143 «Получение и свойства металлических имплантационных биоматериалов на основе поверхностно-упрочненных сплавов титана и биоразлагаемых сплавов магния» Научный руководитель:  доцент к.х.н. Курило И.И.
• НИР ХД 20-419 «Оптимизировать условия количественного определения основных компонентов травильных растворов». Научный руководитель канд. хим. наук доцент Коваленко Н.А.
• ГБ 21–114 «Разработка методов синтеза новых 3(5)‑фторарил‑2‑изоксазолинов и изоксазолов с целью получения на их основе эффективных синтетических микобактерицидов». Научный руководитель:  доцент к.х.н. В.Н. Ковганко
• ФФ 21-332 «Биорезорбируемые композиционные покрытия полилактид – инкапсулированные нанотрубки галлуазита на сплавах магния с контролируемой скоростью биодергадации и антибактериальными свойствами». Научный руководитель: аспирант Осипенко М.А.

Завершенные проекты

• ГБ 21-114 «Разработка методов синтеза новых 3(5)-фторарил-2-изоксазолинов и изоксазолов с целью получения на их основе эффективных синтетических микобактерицидов». Научный руководитель: доцент к.х.н. В.Н. Ковганко
• ГБ 21-143 «Получение имплантационных материалов на основе сплавов титана и биоразлагаемых сплавов магния с улучшенными антикоррозионными и биоцидными свойствами». Научный руководитель:  доцент к.х.н. Курило И.И.
•  ГБ 19–111 «Электрохимические композиционные покрытия с фотокаталитическими свойствами на основе сплавов олова». Научные руководители:  доцент Курило И.И., доцент Черник А.А.
• ГБ 19–113 «Композиционные оксидные покрытия на алюминиевой матрице с улучшенными физико-механическими и коррозионными свойствами». Научные руководители: профессор Жарский И.М., доцент  Курило И.И.
• ГБ 16-193 «Биохимическая и молекулярно-генетическая оценка растений природной и интродуцированной флоры как продуцентов биологически активных соединений, определение путей сохранения и рационального использования». Научный руководитель канд. хим. наук доцент Коваленко Н.А.
• ГБ 11-173 «Выделение и структурно-функциональный анализ биологически активных соединений лекарственных растений для фотодинамической терапии онкологических заболеваний». Научный руководитель канд. хим. наук доцент Коваленко Н.А.
• БС 12-098 «Провести оценку содержания оптически активных изомеров монотерпеновых соединений у представителей семейств Pinaceae и Сupressaceae». Научный руководитель канд. хим. наук доцент Коваленко Н.А.
• НИР ГБ 19-177 «Разработка и исследование композиционных термоэлектриков на основе слоистого кобальтита кальция». Научный руководитель – канд. хим. наук  доцент Клындюк А.И.
• НИР ГБ 19–092 «Разработать методику спектрофлуориметрического определения  гиперицина в лекарственных средствах». Научные руководители – канд. хим. наук  доцент Леонтьев,  канд. хим. наук  доцент Коваленко Н.А.
• НИР  ГБ 19-102 «Разработка методов синтеза новых фторсодержащих 5-тригалогенметил-2-изоксазолинов с целью получения продуктов конденса-ции со структурными аналогами эффективных противотуберкулезных препара-тов и создания на их основе новых синтетических микобактерицидов». Научный руководитель – канд. хим. наук  доцент Ковганко В. Н.
• НИР ХД 19-462 «Провести анализ сульфат-ионов в технологических растворах». Научный руководитель канд. хим. наук доцент Коваленко Н.А.
• НИР ХД 19-617 «Исследование коррозии ленты латунной в растворе теплоносителя». Научный руководитель канд. хим. наук доцент Курило И.И.
• НИР ГБ 24-16 «Разработка и оптимизация методов анализа фармацев-тических и других технологических объектов». Научный руководитель – канд. хим. наук  доцент  Курило И.И.
• НИР  24–16/1 «Компьютерные и интернет-технологии в преподавании химико-аналитических дисциплин». Научный руководитель – канд. хим. наук  доцент  Коваленко Н.А.

• ГБ 16–133 «Электрохимическое осаждение медьсодержащих покрытий с улучшенными адгезионными и эксплуатационными свойствами в нестационарных условиях электролиза» (руководитель – доц. Курило И.И.);
• ГБ 16–138 «Получение модифицированных анодно-оксидных покрытий на алюминиевых сплавах» (руководители – проф. Жарский И.М. (кафедра ХТЭХПиМЭТ),  доц. Курило И.И.);
• ГБ 16–083 «Ингибирование процессов растворения поверхности алюминия и его сплавов в коррозионных средах» (руководители – проф. Жарский И.М. (кафедра ХТЭХПиМЭТ),  доц. Курило И.И.);
• ГБ 16–096 «Разработка методов синтеза и исследование свойств новых продуктов конденсации фторсодержащих оксадиазолов со структурными аналогами современных противотуберкулезных препаратов с целью создания на их основе новых синтетических микобактерицидов» (руководитель – доц. Ковганко В.Н.).;
• ГБ 16–193 «Биохимическая и молекулярно-генетическая оценка растений природной и интродуцированной флоры как продуцентов биологически активных соединений, определение путей сохранения и рационального использования» (руководитель – доц. Коваленко Н.А.);
• ГБ 16–144 «Разработка и исследование новых оксидных термоэлектриков на базе анизотропных кобальтитов» (руководитель – доц. Клындюк А.И.);
• ГБ 24–16 «Разработка и оптимизация методов анализа фармацевтических и других технологических объектов » (руководитель – доц. Коваленко Н.А.);
• ГБ 24–16/1 «Компьютерные и интернет-технологии в преподавании химико-аналитических дисциплин» (руководитель – доц. Коваленко Н.А.).
• ГБ 11-031 "Влияние замещения кобальта на свойства производных слоистого кобальтита натрия". Руководитель: Н.С.Красуцкая.
• ФФ 12-073 "Разработка эффективных термоэлектриков на основе слоистого кобальтита натрия". Руководитель: Н.С.Красуцкая.
• ФФ 10-068 "Разработка эффективных термоэлектриков на основе плюмбатов бария-стронция со структурой перовскита". Руководитель: доцент Е.А.Чижова.
• ГБ 14-146 "Разработка и исследование неоднородных термоэлектриков на основе слоистых кобальтитов". Руководитель: доцент А.И.Клындюк.
• ФФ 13-071 "Разработка и исследование  новых  мультиферроиков  на  основе  нано-  и  макроразмерных  перовскитных оксидов".  Руководитель: доцент А.И.Клындюк..
• ФФ 20-066 "Влияние катионного замещения на физико-химические свойства и фазовые переходы слоистых перовскитоподобных феррокупратов типа YBaCuFeO5". Руководитель: доцент А.И.Клындюк.
• ФФ 23-049 "Совместное изо- и гетеровалентное замещение катионов в различных подрешетках структуры фаз RBaCuFeO5 как способ регулирования их свойств".  Руководитель: доцент А.И.Клындюк.
• ФФ 26-051 "Легирование перовскитоподобных слоистых оксидов типа RBaCuFeO5 путем создания в них нестехиометрии по катионам". Руководитель: доцент Е.А.Чижова.

 

Положительные решения на заявки

1. Заявка № а 20180477 (BY) МПК В 22С 3/00 Разделительное покрытие для кокильного литья алюминиевых сплавов. Авторы: Баранцева С.Е., Климош Ю.А., Курило И.И, Шишканова Л.Г.

2. Заявка № a 20180058  (BY) МПК C 25D 3/58 (2006.01)  Способ электрохимического осаждения сплава медь-олово Авторы: Касач А. А., Харитонов Д.С., Курило И.И., Радченко С.Л., Черник А. А., Жарский И. М.

3. Заявка № a 20180504  (BY) МПК C 25D 11/08 (2006.01)  Способ получения ванадийсодержащего анодно-оксидного покрытия Авторы: Кешин А. В., Черник А.А., Курило И.И.

---

Основное научное направление кафедры физической и коллоидной химии сформировано проф. Л.А. Башкировым и относится к области физической химии твердого тела – разработка физико-химических основ синтеза и технологии новых оксидных материалов электронной техники. В рамках этого направления на кафедре проводятся систематические исследования кристаллической структуры и физико-химических свойств различных оксидов металлов и их соединений, среди которых оксидные ферромагнетики, сегнетоэлектрики, высокотемпературные сверхпроводники, термоэлектрики.
В течение 1986–1994 гг. преподавателями (Г.П. Дудчик, Л.Я. Крисько, Т.А. Бутько, А.А. Шершавина) и научными сотрудниками кафедры (С.П. Горбунова, Р.И. Петрашкевич, Ю.Л. Костюшко, А.В. Боровцов) под научным руководством проф. Л.А. Башкирова впервые проведено систематическое изучение взаимной диффузии катионов бария и стронция, кобальта и никеля при взаимном твердофазном растворении ферритов гексагональной структуры, в которых катионы кобальта и никеля перемещаются по узлам октаэдрической подрешетки шпинельных блоков, а катионы бария и стронция – в слоях, разделяющих эти блоки.
Сотрудниками кафедры (Л.А. Башкиров, С.П. Горбунова, Р.И. Петрашкевич, Ю.Л. Костюшко) на основе изучения магнитных свойств твердых растворов ферритов гексагональной структуры, полученных изовалентным и гетеровалентным замещением ионов железа, кобальта, ионами меди, марганца, магния, цинка, титана, олова разработаны новые ферромагнитные материалы, по параметрам, удовлетворяющим требованиям к магнитным средам для вертикальной записи информации и в качестве поглотителей электромагнитных волн СВЧ диапазона.
Полученные результаты заложили научные основы для развития в Республике Беларусь собственного производства магнитных лент, дисков для запоминающих устройств ЭВМ, видео- и радиомагнитофонов, кредитных карточек, магнитных проездных билетов, радиопоглощающего материала. Предложен принципиально новый подход к выбору добавки к порошкам ферритов бария и стронция, приводящей к повышению коэрцитивной силы постоянных магнитов, изготовленных из этих ферритов.
Одновременно и независимо от зарубежных исследований совместно с Институтом физики твердого тела и полупроводников НАН Беларуси предложен и разработан метод контактирующих диффузионных пар получения тонких и толстых слоев оксидных высокотемпературных сверхпроводящих соединений (Л.А. Башкиров). Впервые исследована взаимная диффузия ионов иттрия, гольмия, неодима для двойных систем с непрерывным рядом твердых растворов высокотемпературных сверхпроводящих купратов иттрия, гольмия, неодима (А.В. Боровцов). Разработан золь-гель метод получения мелкодисперсных порошков сверхпроводящих купратов иттрия, некоторых редкоземельных элементов и твердых растворов на их основе из водных растворов ацетатов и цитратов соответствующих металлов (Г.П. Дудчик, Л.Я. Крисько).
Изучена кинетика реакций, протекающих в ходе твердофазного взаимодействия оксидных соединений металлов, приводящего к образованию сверхпроводящих купратов редкоземельных (РЗЭ) и щелочноземельных элементов (ЩЗЭ). Впервые проведены систематические исследования электропроводности и теплового расширения широкого ряда твердых растворов нестехиометричных по кислороду сверхпроводящих купратов РЗЭ и ЩЗЭ, позволившие уточнить влияние кислородной нестехиометрии и степени упорядочения кислородной подрешетки на структуру и свойства этих соединений (А.И. Клындюк, Г.С. Петров, С.В. Масюк).
В результате исследования структуры и свойств родственных сверхпроводящим слоистым купратам кислороддефицитных слоистых феррокупратов РЗЭ и ЩЗЭ была установлена сильная зависимость свойств феррокупратов от природы входящего в их состав РЗЭ, а также показана возможность иерархического структурообразования в твердых растворах на основе этих фаз (за счет упорядочения катионов, расположенных в одной подрешетке базового твердого раствора) (А.И. Клындюк, Е.А. Чижова).
Разработан золь-гель метод получения мелкодисперсных порошков твердых растворов на основе полупроводникового титаната бария, а также твердых растворов манганитов-перовскитов, обладающих большим магниторезистивным эффектом (Т.А. Шичкова, Г.Г. Эмелло).
Разработана концепция использования фазового перехода полупроводник – металл оксидов металлов и их соединений, а также позисторного эффекта полупроводникового титаната бария для создания новых рабочих элементов химических сенсоров газов (Л.А. Башкиров); впервые экспериментально показана перспективность использования перовскитов-кобальтитов, манганитов, феррокупратов для создания химических сенсоров газов; изготовлен ряд рабочих элементов полупроводниковых химических сенсоров газов, пригодных для детектирования следовых количеств различных газов (этанол, диоксан и др.) в атмосфере (Л.А. Башкиров, Г.С. Петров, А.И. Клындюк, С.В. Шевченко, Е.А. Чижова, Л.И. Куницкий). Исследования в области хемосенсорики были проведены в течение 2002—2005 гг. совместно с преподавателями кафедры Х, ТЭХП и МЭТ в рамках проекта, финансируемого Международным научно-техническим центром (МНТЦ, г. Москва).
Впервые изучен ряд квазидвойных систем манганитов со структурой перовскита, в которых в качестве исходных веществ (компонентов) используются ферромагнитные твердые растворы манганитов, обладающие большим магниторезистивным эффектом, что позволяет получать твердые растворы манганитов сложного состава с более высокой гомогенностью, чем при их синтезе по общепринятой керамической методике (Л.А. Башкиров и др.).
С 2003 г. на кафедре также проводятся исследования в области молекулярной динамики формирования и трансформации углеродных наноструктур: расчеты динамики взаимодействия низкомолекулярных углеродных компонентов с нанотрубками, определение основных каналов взаимодействия и их эффективных сечений; вычисление на основе результатов молекулярно-динамических расчетов кинетических параметров реакций в системах нанотрубка – низкомолекулярные углеродные компоненты (Л.И. Красовская, Д.И. Кушель).
С 2005 г. на кафедре проводятся исследования термоэлектрических свойств слоистых и перовскитных оксидов, направленные на разработку новых оксидных термоэлектриков, перспективных для использования в качестве компонентов высокотемпературных термоэлектрогенераторов, а также термоэлектрических холодильников (А.И. Клындюк, Е.А. Чижова, Н.С. Красуцкая).

Научно-методическая работа на кафедре ведется по нескольким направлениям:

• Разработка научно-методических основ организации учебного процесса на кафедре (организация лабораторных практикумов, совершенствование методики преподавания читаемых дисциплин и др.).
• Научно-методические основы организации самостоятельной работы и текущего контроля знаний студентов.
• Фундаментальная химическая подготовка специалистов химико-технологического профиля; взаимосвязь высшей и средней школы.
• Проблемы «выживаемости» знаний студентов I-III курсов по фундаментальным химическим дисциплинам.
• Использование современных образовательных технологий при изучении фундаментальных химических курсов (методические вопросы разработки мультимедийных компьютерных учебных пособий, применение компьютерных обучающих программ в учебном процессе и др. инновационных технологий).
• Вопросы идейно-воспитательной работы в вузе (формирование личности студента, роль преподавателя вуза в формировании духовных идеалов студенческой молодежи и др.).

На кафедре работает научно-методический семинар, на котором обсуждаются научно-методические вопросы совершенствования учебной и учебно-методической работы преподавателей.

Итоги научно-исследовательской работы докладываются на университетских, республиканских и международных конференциях, посвященных вопросам совершенствования методики преподавания фундаментальных химических дисциплин и повышения качества подготовки специалистов в высшей школе.

Статьи преподавателей кафедры по проблемам высшей школы публикуются в отечественных и зарубежных  научных журналах, периодическом научном издании Труды БГТУ, научно-методическом журнале "Высшее техническое образование", в сборнике статей «Свиридовские чтения», в материалах различных научно-методических конференций.