Местонахождение УНУ:

• Федеральный округ: Северо-Западный
• Регион: Архангельская область
• 163002, г. Архангельск, Набережная Северной Двины, д. 17

Руководитель работ на УНУ:

• Айзенштадт Аркадий Михайлович
• +7 (8182) 412834
• a.isenshtadt@narfu.ru

Комплекс УНУ не имеет аналогов в части использования системы визуального наблюдения за процессами конгломерации нанокомпозиционных материалов, измерения величины свободной поверхностной энергии нано- и высокодисперсных систем различных горных пород, получения и характеристики частиц в микро- и наноразмерном диапазоне. УНУ позволяет получать новейшие данные и может быть использовано для исследований в строительном материаловедении, химической технологии, металлургии, горнодобывающей промышленности. Использование УНУ как учебной базы в образовательном процессе.

Уникальные стенд и установки (УСУ) «Физикохимия поверхности нанодисперсных систем» представляет собой комплекс современного серийно выпускаемого и оригинального разработанного взаимодополняющего наукоемкого оборудования, предназначенного для изучения физико-химических характеристик и поверхностных явлений на границе раздела фаз в микро- и нанодисперсных системах. В состав УСУ входят: - планетарная шаровая РМ-100 (Retsch), коллоидная IKA magis LAB и вибрационная МВ-20 мельницы (получение нанодисперсного материала горных пород методом диспергирования); - анализатор размера и заряда частиц DelsaNano C Zeta Potential/Submicron Size Analyzer (характеристика дисперсности материала); - лазерный анализатор размера частиц Lasentec D600L и S400E с системой лазерной видеомикроскопии V819 (визуальная характеристика формы частиц и их трансформационных превращений в системе при переменных условиях эксперимента, гранулометрия, форма частиц); - фильтрационно-адсорбционный прибор (определение водно-физических свойств грунтов, горных пород и пр.); - автоматический анализатор удельной поверхности и размеров пор Autosorb-iQ-MP; - лазерные системы для измерения краевого угла KRUSS EasyDrop DSA20E и DataPhysics OCA 35 (определение критического значения поверхностного натяжения нанодисперсного материала горных пород, дисперсионной и поляризационной составляющих поверхностного натяжения материала); - для изменения протолитических свойств дисперсионной среды используется установка, моделирующая процесс осветления технологической воды (суспензии) (патент № 122584); - для определения влияния знакопеременной температуры на энергетическое состояние поверхности структурированных высокодисперсных систем используется «Устройство для определения поверхностного натяжения композиционных материалов в условиях низких температур» (патент № 129642); - «Устройство для модификации поверхности строительных материалов путем создания защитной пленки из минеральных наночастиц» (патент № 134106); - «Устройство для измерения водопоглощения и набухания образцов рыхлых и сыпучих материалов» (патент № 156792); - испытательная машина серии AGS-X (физико-механические характеристики микрообразцов); - камера тепла и холода ТХВ-64; - дифференциальный сканирующий калориметр ДСК 500 (изучение физико-химических процессов в веществах, сопровождающихся выделением или поглощением тепла, получение основных термодинамических и кинетических параметров); - акустическая система, состоящая из цифрового шумомера 1 класса точности Экофизика 110А и устройства для измерения времени реверберации и определения коэффициента звукопоглощения строительных и отделочных материалов (патент № 162316); - портативный рентгенофлуоресцентный анализатор МетЭксперт (измерение массовой доли химических элементов в веществах в твердом, порошкообразном и жидком состояниях); - жидкостный экстрактор для ускоренного извлечения водорастворимых веществ из растительного сырья (патент № 172362). УСУ не имеет аналогов.

1) Разработаны методологические основы количественной оценки энергетического состояния поверхности высокодисперсных систем на основе горных пород. 2) Предложены и отработаны методические приемы экспериментального определения свободной поверхностной энергии наноструктурированных систем и силы межчастичного взаимодействия (постоянная Гамакера) в них (методы Г.А. Зисмана и ОВРК). 3) Предложен принцип проектирования нанокомпозитов горных пород с учетом свойств поверхности сырьевых компонентов, заключающийся в оценке их энергоплотности, как характеристики запаса потенциальной энергии минерального сырья различного генезиса. 4) Горные породы проранжированы по величине энергоплотности. 5) Предложен термодинамический критерий оценки свойств поверхности сырьевых компонентов по величине поверхностной активности, учитывающий способность высокоразвитой поверхности материала к самопроизвольным процессам компенсации избыточной поверхностной энергии и численно равный доле общего запаса потенциальной энергии системы, перешедшей в свободную поверхностную энергию при механоактивации сырья. 6) Установлена связь данного критерия с теплотой гидратации и фазово-структурной неоднородностью (количеством аморфной приповерхностной фазы) материала. 7) Выявлено, что данный энергетический переход количественно определяется размером, структурой и формой частиц, химическим и минеральным составами сырьевых компонентов. 8) Получены функциональные зависимости между постоянной Гамакера и физико-механическими характеристиками образцов композиционного вяжущего и мелкозернистого бетона на его основе, что позволило разработать способы определения состава минеральной части композиционного вяжущего и экспресс-метод определения прочности бетона, основанные на экспериментальном определении критического значения поверхностного натяжения композита по величине краевого угла смачивания на границе раздела фаз. 9) Предложена термодинамическая модель оптимизации состава композиционных смесей горных пород, при котором области оптимальных соотношений компонентов характеризуются их термодинамической совместимостью. 10) Монографии: 1. Природные сырьевые материалы строительного назначения в Северо-Арктическом регионе. Минерально-сырьевая база Архангельской области / А.С. Тутыгин, М.А. Фролова, С.Е.Аксенов,Т.А. Махова, И.Ю Заручевных, А.М. Айзенштадт, А.Л. Невзоров, В.С. Лесовик; под ред. А.М. Айзенштадта, А.Л. Невзорова, В.С. Лесовика.- Архангельск; С(А)ФУ, 2011.-148 с. 2. М.А. Фролова, А.М. Айзенштадт, А.С. Тутыгин. Основы термодинамики поверхности наносистем на основе горных пород для строительных композитов. — Архангельск, С(А)ФУ, 2013.— 115с. 3. А.М. Айзенштадт, В.С. Лесовик, М.А. Фролова, А.С. Тутыгин. Элементы физикохимии поверхности высокодисперсных систем / Сев. (Арктич.) федер. ун-т им. М.В. Ломоносова. Архангельск: САФУ, 2015. – 145 с. 4. Лесовик В.С., Айзенштадт А.М., Стенин А. А. Минеральный модификатор для защиты изделий из древесины: монография / Изд-во: БГТУ им. В.Г. Шухова, Белгород, 2016 — 105 с.

• Управление процессами формирования качества микро- и нанокомпозитов с учетом состояния базовой поверхности высокодисперсных компонентов;
• Разработка энергетической классификации горных пород различного генезиса, определение величины поверхностной активности сырьевых материалов горных пород;
• Практическое использование теории взаимодействия частиц в микро-, субмикро- и нанодисперсных системах (теория ДЛФО);
• Определение механических, химических, водно-физических, поверхностных и др. свойств минералов, горных пород, грунтов;
• Разработка принципов получения «зеленых» строительных композитов, изучение вопросов экологической безопасности строительства в сложных природно-климатических условиях.

Индустрия наносистем

ответ на большие вызовы с учетом взаимодействия человека и природы, человека и технологий, социальных институтов

Автоматическая система для измерения краевого угла с автоматической системой дозирования DataPhysics OCA 35
Фирма-изготовитель:  DataPhysics Instruments GmbH
Страна происхождения фирмы-изготовителя:  Германия
Год выпуска:  2014
Количество единиц:  1
Назначение, краткая характеристика: Предназначена для определения поверхностного натяжения на границе раздела трех фаз: ТВЕРДОЕ ТЕЛО-ЖИДКОСТЬ-ГАЗ. Снабжена автоматизированными дозаторами эталонной жидкости.

Анализатор автоматический удельной поверхности и размеров пор AUTOSORB-iQ-MP
Фирма-изготовитель:  Quantachrome instruments
Страна происхождения фирмы-изготовителя:  Соединённые Штаты Америки
Год выпуска:  2012
Количество единиц:  1
Назначение, краткая характеристика: Определение удельной поверхности и пористости композиционных материалов

Анализатор частиц DelsaNano C Zeta Potential/Submicron Size Analyzer
Фирма-изготовитель:  Beckman Coilter
Страна происхождения фирмы-изготовителя:  Соединённые Штаты Америки
Год выпуска:  2010
Количество единиц:  1
Назначение, краткая характеристика: Определение размера и заряда частиц дисперсной фазы (1 нм-2 мкм)

Дробилка щековая ДЩ 1-2
Фирма-изготовитель:  ООО «Проммаш»
Страна происхождения фирмы-изготовителя:  Россия
Год выпуска:  2020
Количество единиц:  1
Назначение, краткая характеристика: Измельчение твердого материала (горные породы, шлаки, бетон, битый кирпич, обломки стройматериалов, хрупкие полимеры и т.д.) с размером фракций до 100 мм за счет повторяющегося поступательного движения подвижной щеки дробилки в направлении к неподвижной.Размер фракций готового продукта от 0,5 до 2 мм.

Камера тепла и холода ТХВ-64
Фирма-изготовитель:  НФП Технология
Страна происхождения фирмы-изготовителя:  Россия
Год выпуска:  2011
Количество единиц:  1
Назначение, краткая характеристика: Для испытания материалов в диапазоне температур -60 - + 50 градусов Цельсия.

Лазерный анализатор размера частиц Lasentec D600L и S400E с системой лазерной видеомикроскопии V819
Фирма-изготовитель:  Mettler Toledo
Страна происхождения фирмы-изготовителя:  Германия
Год выпуска:  2011
Количество единиц:  3
Назначение, краткая характеристика: Визуальная характеристика формы и размера частиц, их трансформационных превращений в системе при переменных условиях эксперимента (500 нм – 1000 мкм)

Мельница вибрационная МВ-20
Фирма-изготовитель:  ООО ЭЦ Экостройматериалы
Страна происхождения фирмы-изготовителя:  Россия
Год выпуска:  2010
Количество единиц:  1
Назначение, краткая характеристика: Вибрационная мельница предназначена для проведения процесса механического диспергирования материалов до состояния микро- и наноразмерности. Производительность - до 10 кг.

Мельница шаровая планетарная РМ-100 (Retsch) с размольным стаканом
Фирма-изготовитель:  Retsch
Страна происхождения фирмы-изготовителя:  Германия
Год выпуска:  2010
Количество единиц:  1
Назначение, краткая характеристика: Получение нанодисперсного материала горных пород методом диспергирования

Микрокалориметр ДСК 500
Фирма-изготовитель:  ООО Спецприбор
Страна происхождения фирмы-изготовителя:  Россия
Год выпуска:  2016
Количество единиц:  1
Назначение, краткая характеристика: Исследование физико-химических процессов в веществах, сопровождающихся выделением или поглощением тепла; процессов дегидратации соединений; изучение реакций химического взаимодействия компонентов; выявление оптимальных условий синтеза соединений; идентификация веществ по температурам и теплоте (энтальпии) фазовых переходов; измерение теплоёмкости, термической эмиссии и чистоты веществ; построение фазовых диаграмм многокомпонентных систем, а также получение основных термодинамических и кинетических параметров.

Модуль измельчения и эмульгирования МК с мельницей коллоидной и ноутбуком IKA magis LAB
Фирма-изготовитель:  IKA
Страна происхождения фирмы-изготовителя:  Германия
Год выпуска:  2010
Количество единиц:  1
Назначение, краткая характеристика: Получение нанодисперсного материала горных пород методом диспергирования

Портативный рентгенофлуоресцентный анализатор МетЭксперт
Фирма-изготовитель:  ООО ЮПХ
Страна происхождения фирмы-изготовителя:  Россия
Год выпуска:  2017
Количество единиц:  1
Назначение, краткая характеристика: Предназначен для измерения массовой доли химических элементов в металлах и сплавах, в том числе алюминиевых, магниевых, нержавеющих, конструкционных, специальных и изделий на их основе, для идентификации химических элементов от натрия до америция в веществах, находящихся в твердом, порошкообразном и жидком состоянии.

Прибор для измерения краевого угла DSA20E с комплектующими
Фирма-изготовитель:  KRUSS
Страна происхождения фирмы-изготовителя:  Германия
Год выпуска:  2010
Количество единиц:  1
Назначение, краткая характеристика: Определение краевого угла и критического значения поверхностного натяжения нанодисперсного материала горных пород

Спектрофотометр СФ-2000 с комплектующими
Фирма-изготовитель:  ЗАО ОКБ Спектр
Страна происхождения фирмы-изготовителя:  Россия
Год выпуска:  2010
Количество единиц:  1
Назначение, краткая характеристика: Предназначен для измерения спектральных коэффициентов направленного пропускания жидких и твердых прозрачных образцов.

Термоанализатор совмещенный SDT 650
Фирма-изготовитель:  TA Instruments
Страна происхождения фирмы-изготовителя:  Соединённые Штаты Америки
Год выпуска:  2020
Количество единиц:  1
Назначение, краткая характеристика: Термогравиметрический анализ и дифференциальная сканирующая калориметрия/дифференциальный термический анализ. Определение теплот и температур фазовых переходов, изучение сложных смесей, анализ эластомеров, металлов, керамик, композитных материалов.

Универсальная настольная испытательная машина AGS-5kNX
Фирма-изготовитель:  фирма Шимадзу
Страна происхождения фирмы-изготовителя:  Китайская Народная Республика (КНР)
Год выпуска:  2014
Количество единиц:  1
Назначение, краткая характеристика: Физико-механические характеристики

Шумомер цифровой 1 класса точности Экофизика 110А
Фирма-изготовитель:  ООО ПКФ Цифровые приборы
Страна происхождения фирмы-изготовителя:  Россия
Год выпуска:  2016
Количество единиц:  1
Назначение, краткая характеристика: Прибор предназначен для измерения среднеквадратичных, эквивалентных и пиковых уровней звука, корректированных уровней виброускорения, октавных, 1-3- октавных, 1/12- октавных и узкополосных спектров, для анализа сигналов различных первичных преобразователей, для регистрации временных форм сигналов с целью оценки влияния звука, инфра- и ультразвука, вибрации и иных динамических физических процессов на человека на производстве, определения виброакустических характеристик механизмов и машин, а также для научных исследований.