Сотрудники

Кафедра физической химии Московского института стали была организована сразу же после его выделения из состава Московской Горной Академии в 1930 г. В разные годы кафедрой физической химии заведовали такие известные ученые как член-корреспондент АН СССР А.Н. Капустинский, А.И.Бродский, Заслуженный деятель науки и техники СССР профессора д.х.н. А.А.Жуховицкий, Заслуженные деятели науки РФ д.х.н. И.А.Томилин, д.ф.-м.н. Б.С.Бокштейн. Сейчас заведующим кафедрой является лауреат премии Правительства РФ, профессор, д.х.н. Астахов Михаил Васильевич.

Сегодня кафедра физической химии является структурным подразделением Института Новых материалов и нанотехнологий (ИНМИН). Кадровый потенциал кафедры: 7 профессоров, 7 доцентов, 1 старший преподаватель, 2 ассистента, 2 научных сотрудника, научный персонал — 37 человек. Среди сотрудников кафедры 7 докторов наук, 8 кандидатов наук. На кафедре обучаются 10 аспирантов. За годы своего существования кафедра выпустила более 600 специалистов.

История кафедры

Кафедра физической химии Московского института стали была создана после его выделения из состава Московской Горной Академии в 1930 г. В разные годы кафедрой физической химии заведовали такие известные ученые, как член-корреспондент АН СССР А.Н. Капустинский, академик A.И. Бродский. С 1948 года, с момента организации в МИСиС физико-химического факультета, для заведования кафедрой был приглашен профессор Александр Абрамович Жуховицкий. Им был разработан и реализован курс физической химии, ориентированный на подготовку инженеров-металлургов и специалистов в области физической химии металлургических процессов и физического металловедения. В первые послевоенные годы (1946-1949) на кафедре физической химии получили развитие работы по термодинамической теории растворов. Инициатором их был Л.А.Шварцман, работавший в то время доцентом кафедры. Его работы проводились в тесном контакте с кафедрой электрометаллургии стали и, в частности, совместно с А.М.Самариным. Одной из актуальных проблем того времени в металлургии был поиск теоретического описания процессов десульфурации и дефосфорации стали. В работе над этой проблемой принял участие проф. М.И.Темкин, читавший в то время лекции на кафедре физической химии. М.И.Темкин сформулировал общий основополагающий принцип для описания термодинамических свойств шлаковых систем. Эта работа положила начало целому направлению приложения термодинамики к проблемам металловедения. Дальнейшее его развитие связано с работами Л.А.Шварцмана и его учеников в ЦНИИЧЕРМЕТ им. И..Л. Бардина. Эти результаты были обобщены в монографии Б.М. Могутнова, И.А. Томилина, Л.А.Шварцмана «Термодинамика сплавов железа».

В начале 50-х годов на кафедре физической химии активно проводились исследования, связанные с применением метода радиоактивных индикаторов к изучению металлургических процессов и систем. Это были работы, выполнявшиеся под руководством проф. А.А Жуховицкого по изучению процессов диффузии компонентов в жидких металлургических шлаках, твердых и жидких сплавах. При этом были разработаны новые оригинальные методики. С приходом на кафедру В.А. Григоряна получили свое развитие металлургические работы с жидкими металлами. А.А.Жуховицкий создал научную школу газовой хроматорафии. Им были предложены новые способы хроматографического определения легких и тяжелых примесей в газах. Показана возможность определения этими методами абсорбции, коэффициентов активности компонентов растворов, разработан новый вариант хроматографии—хромодистилляция, позволяющий концентрировать примеси в 106 — 108 раз, дана теория и созданы высокочувствительные полупроводниковые, диэлектрические и пьезоэлектрические детекторы для хроматографии и регистрации весьма малых изменений температуры. Разработкой детекторов для газовой хроматографии и применением ее в новых металлургических процессах и экологического контроля долгое время занимался проф. д.т.н. В.Г. Гугля.

Выдающуюся роль в преподавании физической химии в институте сыграл профессор А.Н. Крестовников. Крупный специалист в области физической химии металлургических процессов А.Е.Крестовников многие годы возглавлял кафедру физической химии в Московском институте цветных металлов золота. В 1962 году институт начал подготовку инженеров по полупроводниковым материалам и приборам. С этого времени проф. А.Н. Крестовников заведовал кафедрой «Физико-химические исследования процессов производства полупроводниковых материалов» А.Н. Крестовников — соавтор нескольких учебников и монографий, а также справочников по химической термодинамике, в частности, им было приложено много усилий в создании многотомного справочника «Химическая термодинамика в цветной металлургии». С 1971 года и до последних дней своей жизни А.Н.Крестовников работал профессором на кафедре физической химии Московского института стали и сплавов.

В 70-ые годы происходит становление новых научных направлений в наиболее перспективных областях физической химии металлического состояния и металлургии. Это были пионерские работы по исследованию диффузии в сплавах и оксидных системах в твердом и жидком состоянии, термодинамики металлических и шлаковых систем, газовой хроматографии, кинетики реакции на межфазной границе металл-шлак, поверхностных явлений в металлических шлаковых системах, растворимости газов в металлах. Активное участие в этих работах принимали С.Н. Крюков, В.А. Григорян, М.Б. Яницкая и другие преподаватели кафедры того времени. В них участвовали студенты и аспиранты кафедры, многие из которых стали ведущими работниками в различных научно-исследовательских и учебных институтах (И.С.Куликов, Б.М.Могутнов, О.В.Травин, В.В. Аверин, Л.С. Швиндлерман, Г.А.Григорьев и многие другие). Термодинамические и кинетические основы теории стабильности мелкокристаллических и нанокристаллических материалов изучал проф., д.ф._м.н. Л.С. Швиндлерманом, который был не только профессором МИСиС, но и профессором института металловедения и физики металлов в Рейнско-Вестфальской высшей технической школе (Германия). Его исследования движения зернограничных тройных стыков в металлах кардинально изменили существующие представления о кинетике роста зерен в поликристаллах, особенно мелкокристаллических и нанокристаллических. Им предложена теория стыковой кинетики роста зерен в поликристаллах.

На кафедре проводились работы по исследованию взаимодействия водорода, с металлическими системами и керамическими сверхпроводниками (растворимость, проницаемость) под руководством проф. Л.А. Андреева. Еще одно направление было связано с изучением физико-химических свойств новых состояний вещества методами термического анализа, которые позволили изучать кинетику превращений в стабильное состояние и находить изменения энергии при образовании неравновесных систем. На кафедре физической химии в течение ряда лет проводятся работы в этом направлении (проф.И.А. Томилин и проф.С.Д. Калошкин). На высокочувствительном микрокалориметре научные сотрудники, аспиранты и студенты изучают изменения энергии при кристаллизации аморфных сплавов. В 2007 году был создан Научно-исследовательский центр композиционных материалов, научным руководителем которого стал С.Д.Калошкин.

На кафедре физической химии на протяжении многих лет работала Клавдия Семеновна Пономарева — исключительно терпеливый и внимательный педагог, написавшая прекрасный задачник, который вышел в свет в 1962 году, переизданный в 2008 году, которым пользуются при обучении студентов.

На кафедре долгое время работал проф., д.т.н. акад. РАЕН Ю.А. Минаев, основоположник направления совершенствования металлургических технологий на основе теории дисперсных систем и поверхностных сил (явление параллельного фронта реакции, эффект типа Марангони-Гиббса, термодинамика раскисления стали и получения композитов).

Заслуженный деятель науки и техники РФ, Соросовский профессор, многолетний член Научного Совета РАН по термодинамике, профессор Д.К. Белащенко работал на кафедре физической химии с 1953 г. и до 2015 г. Им были выполнены работы мирового уровня по теории электропереноса в жидких металлах, экспериментальному исследованию электропереноса радиоизотопным и химическим методами. Он провел серию теоретических и компьютерных исследований структуры и свойств некристаллических (жидких и аморфных) систем. Одним из первых в мире Д.К. Белащенко применил модель погруженного атома (ЕАМ) для описания жидких металлов, провел пионерские работы по расчету межчастичных потенциалов в металлах при высоких температурах и давлениях с использованием данных ударного сжатия, применил эти методы к расчетам условий в ядрах планет (Земля, Луна и др.). Исследовал особенности поведения термодинамических свойств нанокластеров и обосновал ограничение применимости понятия поверхностного натяжения для наночастиц. По материалам своих исследований он опубликовал 6 монографий (последнюю — в США, 2018 г.), 4 обзора в ведущих журналах «Успехи физических наук» и «Успехи химии» и свыше 450 научных статей. Предложенные им методы моделирования некристаллических систем и потенциалы для лития, галлия, железа успешно применяются в международной практике исследований.

Долгое время работали на кафедре преподаватели: доцент, к.т.н., ученый секретарь кафедры Г.Л. Малютина; доцент, к.ф.-м.н. Е.И. Гущина; доцент, к.ф.-м.н. Г.С. Никольский; ст.преподаватель В.П.Ефанова; профессор, д.ф.-м.н. Э.В. Суворов, крупный специалист в области анализа и ЭВМ-моделирования дифракционного контраста дефектов кристаллической структуры, разработал комплекс программ для интерпретации и моделирования дифракционных изображений.

На кафедре проводились и проводятся исследования по межкристаллитным границам в материалах, изучаются процессы диффузии, процессы переноса вещества. Это направление возглавляет почетный член французского общества металлургии и материалов, Соросовский профессор, д.ф.-м.н., профессор Б.С. Бокштейн. Результаты работ по этому направлению отображены в монографиях и учебниках профессора Б.С. Бокштейна — «Диффузия в металлах», «Термодинамика и кинетика диффузии», «Атомы блуждают по кристаллу» и др. Эти же вопросы обсуждаются и на многочисленных международных научных конференциях.

С 2021 года кафедра совместно с Эндаумент-фондом НИТУ МИСИС учреждает специальную премию имени Александра Абрамовича Жуховицкого для студентов, обучающихся на кафедре по программам бакалавриата и добившихся выдающихся успехов в научно-исследовательской деятельности. Если вы хотите поддержать создание премии им. А.А. Жуховицкого, на сайте Эндаумент-фонда НИТУ МИСИС есть отдельный раздел по сбору средств на данную премию.

О сегодняшнем дне кафедры, о ее сотрудниках информация представлена в разделе «Сотрудники кафедры».

Заведующими кафедрой на протяжении её деятельности были:

• 1937 — 1941 гг. А.Ф.Капустинский;
• 1941— 1949 гг. А.И.Бродский;
• 1949 — 1977 гг. А.А.Жуховицкий;
• 1977 — 1993 гг. И.А.Томилин;
• 1993 — 2000 г.г. Б.С. Бокштейн;
• С 2000 М.В. Астахов.

В 2018-2019 учебном году

Награды и стипендии:

• Cотрудники кафедры Климонт Анастасия Александровна и Галимзянов Руслан Равильевич награждены.премией Правительства Москвы за выполнение научной работы «Разработка электродных материалов на основе углеродных волокон и низкотемпературных органических электролитов для суперконденсаторов».
• Аспирантка Токмачева — Колобова Анастасия Юрьевна лауреат стипендию Президента России
• Магистр Кочетов Иван лауреат стипендии Фонда Владимира Потанина

Защищена диссертация:

• Жевненко С.Н.. ПОВЕРХНОСТНАЯ ЭНЕРГИЯ И фазовые переходы НА поверхностЯХ в двухкомпонентных системах НА ОСНОВЕ МЕТАЛЛОВ ПОДГРУППЫ МЕДИ. Дисс. д.ф.-м.н. (Специальность 01.04.07). М.: НИТУ МИСИС,

Основные научные направления кафедры:

• Эффективные накопители энергии и суперконденсаторы;
• Диффузия и диффузионные процессы в металлических сплавах;
• Термодинамические и кинетические свойства поверхностей раздела;
• Системы квантовых точек и квантовые нейронные сети;
• Получение и свойства наносистем и коллоидных растворов металлов и их оксидов;
• Термодинамическое моделирование в сложных металлургических системах.

Эффективные накопители энергии и суперконденсаторы (проф. М.В. Астахов, e-mail: astahov@misis.ru).

Кафедра проводит активные исследования в области создания эффективных суперконденсаторов совместно с компанией ТЭЭМП, специализируйщейся в этой области. Группа под руководством М.В. Астахова занимается поисковыми и прикладными работами по модификации материалов на основе углерода с развитой поверхностью для создания электродов, а также по оптимизации составов электролитов, обеспечивающих эффективную работу устройств в широком диапазоне температур (до минус 60 °С). Активно ведется отработка технологических приемов, обеспечивающих внедрение результатов научной работы в производство. На основе полученных материалов ведутся разработки конструкций батарей суперконденсаторов, обеспечивающих гарантированный пуск тяжелой техники в условиях Крайнего Севера.

Отдельным направлением является повышение эффективности работы танталовых конденсаторов и снижение брака при их изготовлении, за счет создание диэлектрического слоя на поверхности пористого тантала.

Диффузия и диффузионные процессы в металлических сплавах (проф. Б.С. Бокштейн, e-mail: bokst@mail.ru; доц. А.О. Родин, e-mail: rodin@misis.ru).

Проводятся экспериментальные исследования и термодинамическое моделирование формирования фаз в процессе диффузии. Показано, что в условиях диффузионного роста фаз первично происходит формирование неравновесных при данных условиях фаз, в том числе пересыщенных твердых растворов и метастабильных фаз, даже при гетерогенном зарождении фаз. В системах на основе алюминия предложены эмпирические формулировки условий формирования фаз.

Для слаболегированных сталей (15Х2НМФА и 26ХН3) построены модели роста карбидных включений на основе хрома, молибдена и ванадия. Показано, что эволюция микроструктуры сталей может быть предсказана путем совмещения результатов термодинамического моделирования (ThermoCalc), моделей зарождения и диффузионного роста фаз. Сравнение результатов моделирования с экспериментальными данными по размерам и морфологии фаз, а также с данными по механическим свойствам сталей после термообработки дают хорошее согласие (расхождение пределов прочности не превышает 10 %). Показано, что критическим параметром является число частиц карбидов, которое на данный момент является параметрм модели для каждого типа стали.

Термодинамические и кинетические свойства поверхностей раздела (проф. Б.С. Бокштейн, e-mail: bokst@mail.ru; проф. A.Л. Петелин, e-mail: bokst@mail.ru; доц. А.О. Родин, e-mail: rodin@misis.ru; доцент Жевненко С.Н. e-mail: zhevnenko@misis.ru).

Впервые показана возможность моделирования образования кластеров состоящих из нескольких атомов на границе зерен с выделением доминирующего эффекта, приводящего к образованию таких образований. Показано, что путем модификации полуэмпирических и первопринципных потенциалов взаимодействия в металлах можно разделить эффекты связанные с энергией адсорбции на границах зерен и энергии межчастичного взаимодействия атомов второго компонента.

Проведена систематизация данных по поверхностным энергиям металлов группы меди. На основе экспериментальных данных, полученных на кафедре построено полное описание поверхностных энергий в твердых сплавах сиcтемы Cu-Ag как со стороны меди, так и серебра. Получены данные по диффузионной ползучести в этой системы. На основе термодинамических и кинетических данных показано наличие поверхностного фазового перехода.

Системы квантовых точек и квантовые нейронные сети. (проф. Н.Е Капуткина., e-mail: kaputkina@mail.ru).

Проведено моделирование квантовых корреляций между узлами квантовой нейронной сети, построенной основе массива квантовых точек с диполь-дипольным взаимодействием. В рамках простой модели массива квантовых точек на основе GaAs, взаимодействующих с тепловым резервуаром акустических фононов подложки, численно продемонстрирована пригодность массивов квантовых точек с диполь-дипольным взаимодействием к работе в качестве элементов нейронной сети при температурах порядка 100 К. Путем численного решения эволюционного уравнения для матрицы плотности показано, что квантовая когерентность в нашей сети может сохраняться до сотен наносекунд и более при сравнительно высоких, азотных, температурах T>77K.

Путем численного моделирования методом квазиадиабатического фейнмановского интеграла по путям показано, что квантовые корреляции между квантовыми точками, связанными диполь-дипольным взаимодействием могут сохраняться до температур порядка 100 К.

Таким образом, рабочая температура квантовой нейронной сети на основе квантовых точек может быть примерно на три порядка превосходить рабочую температуру существующих квантовых нейронных сетей на основе SQUID, лежащую в милликельвиновом диапазоне.

Получение и свойства коллоидных растворов металлов и их оксидов. (доц. Г.Ф. Фролов, e-mail: georgifrolov@rambler.ru).

Разработаны методики получения коллоидных растворов с металлическими и оксидными наночастицами различных размеров и концентраций наночастиц.

Продолжены работы по разработке и модификации технологий получения пломбировочных, адгезивных и вспомогательных материалов стоматологического назначения с длительным бактерицидным эффектом в отношении штаммов микроорганизмов зубного налета с использованием наночастиц оксидов цинка, тантала и титана.

Созданы эффективные композиции фильтров ультрафиолетового излучения на основе диоксида титана и оксида цинка для использования их в специальных косметических средствах.

НИТУ МИСИС стал координатором проектной смены по материаловедению, которая прошла с 1 по 24 июля 2017 года в образовательном центре «Сириус» в Сочи.

Ученые НИТУ МИСИС работали с пятью проектными группами по 4 человека в каждой. Участниками первой проектной смены по материаловедению стали 20 лучших школьников из Липецка, Белгорода, Самары, Татарстана, Якутии и др. Школьники из Липецкой области будут работать над проектом «Технология бактериального выщелачивания».

Научным руководителем направления стал профессор Михаил Астахов — доктор химических наук и заведующий кафедрой физической химии НИТУ МИСИС.

В реализации этого проекта участвуют сразу шесть крупнейших мировых и российских металлургических корпораций: «Объединенная металлургическая компания» (ОМК), «Новолипецкий металлургический комбинат» (НЛМК), «Мечел», «Челябинский трубопрокатный завод» (ЧПТЗ) и «Северсталь». Все компании — бизнес-партнеры НИТУ МИСИС, с которыми университет ведет активную научную, исследовательскую и образовательную деятельность.

Ребята также стали участниками «Недетского разговора с Владимиром Путиным».

Работа со школьниками силами преподавателей, аспирантов и магистров реализуются не только в Сириусе, но и других центрах творчества школьников в Ярославле, Артеке, Смене, Орленке.

• Установка для определения поверхностного натяжения твердых тел;
• Ядерный гамма-резонансный спектрометр с кобальтовым источником;
• Газовые хроматографы: ЦВЕТ 160, ЦВЕТ 500, Biolyt GS95;
• Различные печи, микроскопы, фотоколориметры и т.д.

Кроме упомянутого оборудования кафедры, сотрудники, аспиранты и студенты имеют возможность использовать для своих исследований установки и приборы МКЛ «Наноматериалы» и Центра композиционных материалов.

Кафедра физической химии ведет подготовку профессиональных кадров по направлениям:

Бакалавриат

• 28.03.03 Наноматериалы
• 03.03.02 Физика

Магистратура

• 03.04.02 Физика, профиль Физика конденсированного состояния.

Аспирантура

• 22.06.01 Технологии материалов, направленность программы: физико-химия наноматериалов.
• 03.06.01 Физика и астрономия, направленность программы: физика конденсированного состояния.

Учебная деятельность кафедры направлена на обеспечение:

• базовой подготовки студентов в области физической химии (химическая термодинамика, кинетика химических реакций, теория поверхностных явлений) для бакалавров, обучающихся в институтах ИНМИН и ЭкоТех, а также для отдельных групп Горного института;
• подготовки бакалавров по направлению «Физика» (профиль «Физика конденсированного состояния»), «Наноматериалы», «Технологии материалов»;
• магистров и аспирантов по направлению «Физика» и «Технологии материалов».

В 1999г. вышло первое, а в 2002г. второе издание краткого курса физической химии с компьютерным контролем усвоения материала, написанного Б.С. Бокштейном и М.И. Менделевым. Учебник содержит все разделы курса физической химии, задачи с решениями. Компьютерные тесты для усвоения материала, 7 компьютерных лабораторных работ, имитирующих эксперимент, которые используются для лабораторных занятий. В 2007 году издан «Сборник задач по физической химии», в основу которого был положен сборник К.С. Пономаревой, 1962 года издания. Он был переработан и дополнен под нужды современного образовательного процесса. Много труда вложил в издание В.Г. Гугля.

Переиздан лабораторный практикум по физической химии. Разработано компьютерное домашнее задание по химическому равновесию и ряд других компьютерных работ по общим и специальным курсам. Профессорско-преподавательскому составу кафедры помогают научные сотрудники, инженеры, лаборанты и аспиранты, которые участвуют в образовании студентов первого (бакалавры) и второго (инженеры и магистры) уровней.

В настоящее время на кафедре читается курс физической химии почти всем студентам университета. Ежегодно кафедра выпускает специалистов по физико-химическим исследованиям материалов и процессов, бакалавров по физике, магистров по физике конденсированного состояния вещества, специалистов по теории металлического состояния и неравновесных конденсированных систем, спектроскопии твердого тела и моделированию физико-химических процессов, композиционным и нанокристаллическим, аморфным и тонкопленочным материалам, маркетингу и менеджменту научных разработок, сертификации материалов.

Студенты, специализирующиеся по кафедре физической химии, занимаются индивидуальной научной работой. Кафедра располагает научным оборудованием, позволяющим проводить исследования на современном уровне — хроматографом, ЯГР-спектрометром, мельницами различных типов и другим оборудованием. Также студенты имеют возможность проводить исследования на оборудовании межкафедеральной лаборатории «Наноматериалы».

Методические материалы

• Андреев Л.А. Физическая химия. Поверхностные явления на межфазных границах "жидкость-газ«и «жидкость-твёрдое тело». Учебное пособие по выполнению домашнего задания;
• Андреев Л.А. Физикохимия поверхностных явлений: Пропитка пористых материалов: учебное пособие. — М.: Изд. Дом МИСиС, 2011. — 118 с;
• Новикова Е.А., Г.А. Фролов Г.А. Коллоидная химия: дисперсные системы и частицы: курс лекций — М.: Изд. Дом МИСиС, 2011. — 52 с;
• Белащенко Д.К. Компьютерные методы в физике и физической химии: лаб. практикум — М.: Изд. Дом МИСиС, 2012. —109 с;
• Бокштейн Б.С., Менделев М.И. Похвиснев Ю.В. Физическая химия: термодинамика и кинетика: учеб. — М.: Изд. Дом МИСиС, 2012. — 258 с;
• Архив презентации курса «ТЕРМОДИНАМИКА» для специальности «Литейное производство». Автор Е.И. Гущина.

Научно-исследовательская деятельность кафедры направлена на решение как фундаментальных проблем физической химии и материаловедения, так и практических задач, связанных с разработкой, описанием и оптимизацией процессов получения новых материалов и технологических процессов, основанных на химических и фазовых превращениях в веществах.

Основные направления научных работ кафедры:

• Взаимодействие СВЧ электромагнитного излучения с веществом;
• Сцинтилляционные наноструктурные материалы;
• Компьютерное моделирование некристаллических веществ и наносистем;
• Термодинамика и кинетика процессов на поверхностях раздела фаз и границах зерен: адсорбция, диффузия, рост фаз, жидкометаллическое проникновение;
• Применение и развитие методов термодинамического моделирования для решения задач ресурсосбережения и экологии в металлургии;
• Теоретический анализ и численное моделирование систем пониженной размерности: отдельных и связанных квантовых точек и квантовых ям;
• Разработка методов получения и исследование свойств наноструктурных тонких оксидных пленок и материалов на их основе;
• Разработка методов получения наноразмерных частиц химическими и биохимическими методами;
• Использование газовой хроматографии для изучения, контроля и управления металлургическими процессами.

Основные результаты:

1. Экспериментально изучен и теоретически обоснован механизм взаимодействия аморфного ферромагнитного микропровода с СВЧ излучением. Показана общность механизмов для микропроводов различного химического состава и формы и предложения волноводная методика определения характеристик микропровода, для эффективного выбора материала для сенсоров и защитных покрытий.
2. Разработана схема получения наноструктурных сцинтилляционных материалов с ультрамалым временем высвечивания (~3 нс) из нелегированных галогенидов щелочных металлов, путем их механической обработки.
3. Определены параметры зернограничной диффузии меди в алюминии, показаны существенное различие в диффузионным характеристиках меди в алюминии по сравнению с другими элементами.
4. Разработана методика определения пористости в монокристаллических никелевых жаропрочных сплавах с помощью измерения плотности (метод взвешивания).
5. Развита модель возникновения и роста гомогенизационных пор в МНЖС, на основе эффекта Френкеля. Проведено сравнение с экспериментальными данными.
6. Развита модель аннигиляции пор в процессе горячего изостатического прессования. Предложена программа обработки ГИП в сочетании с механическими испытаниями МНЖС.
7. Усовершенствована установка для определения поверхностного натяжения твердых тел на основе метода нуль-ползучести и получены изотермы поверхностного натяжения для сплавов на основе меди (легирующие In, Sb, Sn, Bi).
8. Разработана новая методика анализа данных по ударному сжатию металлов. Методика включает определение параметров потенциала модели погруженного атома и построение моделей металла методом молекулярной динамики. В результате удается строить адекватные модели металла при температурах до десятков тысяч кельвин и давлениях в сотни ГПа и рассчитывать термическое и калорическое уравнения состояния в состояниях вплоть до экстремальных. Соответствующие расчеты проведены для цезия, железа, растворов железо-сера, свинца, меди, натрия. Результаты опубликованы.
9. Продолжено исследование кластерного механизма кристаллизации, работающего при сильном переохлаждении. Методом молекулярной динамики исследована кристаллизация никеля и серебра. Показано, что существует нижняя граница переохлаждения жидкости, составляющая примерно 0.60 от температуры плавления. Результаты опубликованы.
10. Проведены молекулярно-динамические исследования свойств нанокластеров серебра различного размера и структуры (кубооктаэдрических, икосаэдрических) при их нагревании и охлаждении, изучены их термодинамические свойства, а также кинетика превращения кубооктаэдрической формы в икосаэдрическую. Результаты опубликованы.
11. Исследовано влияние магнитного поля на спектры и законы дисперсии в связанных квантовых точках и квантовых ямах и на экситонные поляритоны в связанных квантовых ямах и квантовых точках в оптическом микрорезонаторе, а также исследованы апериодические последовательности квантовых точек в магнитном поле.
12. Определены энергетические спектры, волновые функции и законы дисперсии пространственно-разделенного квазидвумерного и трехмерного экситона с носителями в связанных квантовых ямах. Проанализирована их зависимость от магнитного поля в широком диапазоне.
13. Рассмотрено взаимодействие двумерных и квазидвумерных экситонов с фотонами и возможное образование экситонных поляритонов для структур с одиночными и двойными квантовыми ямами, встроенными в микрорезонатор. Рассмотрен переход Костерлица-Таулеса в когерентное состояние для системы взаимодействующих экситонных поляритонов в оптической микрополости.
14. Отработаны основные технологические приемы и подобраны режимы для получения самоочищающихся покрытий на различные материалы.
15. Разработана методика получения наночастиц благородных металлов на поверхности наноразмерных частиц SiO2 путем химического осаждения из растворов.

По итогам 2018 г. кафедрой опубликовано:

• монографий — 2;
• учебных пособий — 2;
• статей — 67, в том числе:
• в российских научных журналах из списка ВАК — 67;
• в научных журналах, индексируемых в базах данных Web of Science и Scopus — 61;

51 публикация студентов (статьи и тезисы конференций).

В 2017 году проведены работы:

• По 3 хоздоговорным проектам на общую сумму 20 млн рублей (ООО ТЭЭМП, УрФУ);
• 2 проекта РНФ и РФФИ — 6 млн. руб.

Кроме того, сотрудники кафедры активно участвуют в работах, выполняемых другими подразделениями, в том числе ИНУЦ «РОМЕЛТ», кафедра теоретической физики и квантовых технологий, Центр композиционных материалов (ЦКМ).

Основные публикации

За последние 5 лет опубликовано более 100 работ. Сотрудниками кафедры опубликовано 60 работ в журналах входящих в списки WoS и/или Scopus, в том числе:

1. A. A. Klimont, S. V. Stakhanova, K. A. Semushin, M. V. Astakhov, A. T. Kalashnik, R. R. Galimzyanov, I. S. Krechetov, M. Kundu. Polyaniline-Containing composites based on highly porous carbon cloth for flexible supercapacitor electrodes. J. Synch. Investig. (2017) 11: 940. https://doi.org/10.1134/S1027451017050081.
2. A. K. Khayrullin, V. Nikulkina, A. Rodin, S. Zhevnenko, Peculiarity of Grain Boundary Diffusion of Fe and Co in Cu. Defect and Diffusion Forum 380 (2017) 135-140.
3. B. Bokstein et al., “Kinetics of Phosphorus Segregation in the Grain Boundaries of VVER-1000 Pressure Vessel Steels”, Defect and Diffusion Forum, Vol. 375, pp. 125-133, 2017.
4. S.N.Zhevnenko, S.V. Chernyshikh. Surface phase transitions in cu-based solid solutions Applied Surface Science Volume 421, Part A, (2017) Pages 77-81.
5. Altaisky M. V.; Zolnikova N. N.; Kaputkina, N. E.; Krylov, V. A. Lozovik, Yu E. Dattani, N. S. Entanglement in a quantum neural network based on quantum dots. PHOTONICS AND NANOSTRUCTURES-FUNDAMENTALS AND APPLICATIONS, 24 (2017) 24-28 DOI: 10.1016/j.photonics.2017.02.001.
6. Frolov GA, Karasenkov YN, Gusev AA, Zakharova OV, Godymchuk AY, Kuznetsov DV, Latuta NV, Leont’ev VK Germicidal Adhesives with Nanoparticles of Metals for Prevention of Recurrence of Caries Nano Hybrids and Composites 13 (2017) 39-46.

Сотрудники кафедры приняли участие в 17 конференциях по указанным выше тематикам

• Grain refinement mechanism in advanced gamma-TiAl boron-alloyed structural intermetallics: The direct observation; Kartavykh AV, Gorshenkov MV, Podgorny DA; 2015.
• Investigation of the properties of Co-rich amorphous ferromagnetic microwires by means of small angle magnetization rotation method; Gudoshnikov S, Churyukanova M, Kaloshkin S, et al.; 2015.
• Effect of annealing on magnetic properties and magnetostriction coefficient of Fe-Ni-based amorphous microwires; Zhukov A, Churyukanova M, Kaloshkin S, et al.; 2015.
• High entropy alloys’-’semi-impossible’ regular solid solutions?; Tomilin IA, Kaloshkin SD; 2015.
• Effect of subgrain structure on the kinetics of phosphorus segregation in grain boundaries; Sorokin MV, Lavrukhina ZV, Khodan AN, et al.; 2015.
• Tribochemistry of dry-sliding wear of structural TiAl(Nb,Cr,Zr)B,La intermetallics family against the chromium steel; Kartavykh AV, Gorshenkov MV, Danilov VD, et al.; 2015.
• Microstructure and mechanical properties control of gamma-TiAl(Nb,Cr,Zr) intermetallic alloy by induction float zone processing; Kartavykh AV, Asnis EA, Piskun NV, et al.; 2015.
• Structure and chemical bonding in MgNi2H3 from combined high resolution synchrotron and neutron diffraction studies and ab initio electronic structure calculations; Yartys VA, Antonov VE, Chernyshov D, et al.; 2015.
• Proving the contact rules for phase regions: Implications to phase diagrams of metal-hydrogen systems; Antonov VE, Sholin IA; 2015.
• Growth kinetics of particles of nitrides in process of high-temperature volume nitriding of wrought alloy of Ni-Co-Cr-W-Ti system; Ovsepyan S., Bokstein B., Akhmedzyanov M., et al.; 2015.
• Interdiffusion in binary Ni-Re alloys; Epishin AI, Rodin AO, Bokshtein BS, et al.; 2015.
• Surface Free Energy of Copper-Based Solid Solutions; Zhevnenko SN; 2015.
• Antibacterial Properties of Copper Nanoparticle Dispersions: Influence of Synthesis Conditions and Physicochemical Characteristics; Godymchuk A, Frolov G, Gusev A, et al.; 2015.
• Colloidal metal oxide nanoparticle systems: the new promising way to prevent antibiotic resistance during treatment of local infectious processes; Karasenkov Y, Frolov G, Pogorelsky I, et al.; 2015.
• Metal nanoparticles in DBS card materials modification; Metelkin A, Frolov G, Kuznetsov D, et al.; 2015.
• Зарегистрировано 1 НОУ-ХАУ и 1 патент.

Учебники

• С грифом министерства — Пономарева К.С.,Гугля В.Г.,Никольский Г.С. Сборник задач по физической химии, М.,"МИСИС“, 2008,340с;
• С грифом УМО;
• Без грифа.

Учебные пособия

• С грифом министерства.
• С грифом УМО.
• Без грифа:
  • Л.А.Андреев, Е.А.Новикова Физическая химия. Поверхностные явления на межфазной границе раздела газ — твердое тело, Учебное пособие2009 М., Издательский Дом МИСиС;
  • Л.А.Андреев Физическая химия. Поверхностные явления на межфазных границах жидкость — газ и жидкость — твердое тело., Учебное пособие2010 Издательский Дом МИСиС.

Монографии

Статьи см. персональные страницы сотрудников кафедры

Одних студентов

65 конференции студентов, аспирантов и молодых ученых МИСиС, Москва, МИСиС,:2010.

1. Н. В. Шатрова (МФХ-08-1 Компьютерное моделирование цезия в экстремальных условиях методом молекулярной динамики с потенциалом погруженного атома (EAM);
2. В. Ю. Титова (группа МФХ-08-1) Твердофазное формирование полимерматричных композиционных материалов для радиационной защиты;
3. Д. Е. Смирнова (МФХ-08-1) Компьютерное моделирование калия в экстремальных условиях;
4. Ф.С. Сенатов (НМ-05-1) Биосовместимый композиционный материал на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена для ацетабулярного компонента эндопротеза;
5. Е.А.Морозова (НМ 08-1) Биокаталитические и биоцидные свойства нанодисперсных частиц металлов и их оксидов;
6. М.Ю.Пигузов (НМ-05-1) Влияние облучения электронами на структуру и свойства;
7. Лунькова А. А. (НМ-06-1) Разработка оптимальной методики нанесения фторида бария на пористый носитель;
8. И.М. Куликова (НМ-05-1) Изучение возможности получения пеножелеза с помощью пенополиуретана;
9. В.С.Шубина (МФХ 09-1),) Коллоидная адсорбция нанодисперсных частиц MnO₂, Ag₂O, CoO, Cu₂O из спиртозолей на поверхность твердых носителей.

Конференции

Силами сотрудников кафедры в 2010 году был проведен международный семинар “Grain Boundary Diffusion, Segregation and Stresses” DSS-2010 , в котором приняли участие более 70 участников из 15 стран мира.

Защиты диссертаций

• Жевненко Сергей Николаевич. Кандидат физико-математических наук. Поверхностное натяжение свободной поверхности и границ зёрен в системах на основе меди. (2008 г).
• Гулевский Сергей Александрович. Кандидат физико-математических наук. Жидкометаллическое травление тройных стыков зерен в системе Cu-Bi (2008 г).
• Козлова Ольга Владимировна Кандидат физико-математических наук. Реакционное смачивание и растекание в системе медь-корунд (2009 г.).
• Каевицер Екатерина Владиленовна. Структурные и фазовые превращения при механохимическом синтезе интерметаллических покрытий. Кандидат физико-математических наук. (2010 г).
• Капуткина Наталия Ефимовна. Поведение квантово-размерных наноструктур в электрическом и магнитном полях. Доктор физико-математических наук. (2010 г).

Обучение студентов на кафедре Физической химии осуществляется при обязательном участии специалистов промышленных предприятий и ряда государственных учреждений.

С рядом предприятий (организаций), являющихся потенциальными работодателями для студентов кафедры, заключены договора на проведение учебной и производственной практик, научно-исследовательской работы. Ключевыми партнерами в данной области являются ИФТТ РАН г. Черноголовка, ОАО «ЦНИТТМАШ», АО «Спецмагнит».