КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 21-79-00051
НазваниеРазработка комплексного акустического и когерентно-оптического анализатора морфофункциональных характеристик дисперсных систем и пористых сред для мониторинга процессов синтеза и функционализации материалов
Руководитель Исаева Анна Андреевна, Кандидат физико-математических наук
Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." , Саратовская обл
Конкурс №60 - Конкурс 2021 года «Проведение инициативных исследований молодыми учеными» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными
Область знания, основной код классификатора 09 - Инженерные науки; 09-609 - Автоматизированные комплексы для биологии и медицины
Ключевые слова акустооптический анализатор, многофазные пористые среды, фазово-структурная модификация, спекл-корреляционный анализ, времяпролетная акустика, акустическая эмиссия
Код ГРНТИ90.27.37
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Микро- и нанопористые материалы находят широкое применение в различных областях промышленности, науки и биомедицины. Для создания высокофункциональных материалов необходим контроль структурных характеристик в процессе их синтеза. Существующие методы мониторинга архитектуры высокопористых систем или требуют определенной подготовки образцов, или дорогостоящего оборудования, или не адаптированы для анализа 3D систем с нестационарной структурой в режиме реального времени. Поэтому разработка анализатора морфофункциональных характеристик высокопористых систем со сложной нестационарной структурой в процессе синтеза подобных систем является важной задачей. Функциональные свойства многофазных пористых систем определяются как физическими свойствами компонент системы, так и морфологией системы: канальнальной взаимосвязанностью пор, архитектурой рассеивающей матрицы системы, ее пористостью, дисперсностью и формой пор, плотностью распределения пор. Большинство методов синтеза высокопористых систем сопровождаются фазово-структурными перестройками. Поэтому в процессе синтеза микро- и наноструктурированных многофазных систем важен контроль не только характеристик, описывающих структурные и морфологические свойства среды, но и кинетики и динамики физических процессов, сопровождающих фазово-структурную модификацию системы, динамики формирования локальных нестабильностей в процессе эволюции структуры, массопереноса фазовых составляющих системы, изменения соотношения объемных долей фазовых составляющих высокопористой многофазной системы. Характер взаимодействия оптического и акустического сигналов со случайно-неоднородной средой также взаимосвязаны с морфологией системы. Проект направлен на разработку физических основ акустооптического анализатора морфофункциональных характеристик микро- и наноструктурированных многофазных пористых систем в режиме текущего времени для контроля быстропротекающих структурных перестроек и массопереноса компонент системы применительно к диагностике структурных и функциональных свойств зондируемых систем в процессе непосредственного 3D синтеза высокопористых систем или эволюции структуры деградирующих пористых материалов.
Разработка высокоэффективного анализатора морфофункциональных параметров позволит сделать мощный скачок в развитии ряда отраслей промышленности и имеет громадный потенциал использования в материаловедении и биомедицине. Исследование динамических акустических и оптических спекл-полей в многофазных пористых системах позволит развить представления о взаимосвязи акустического сигнала и флуктуации интенсивности оптического сигнала и структурно-фазовых перестроек рассеивающей матрицы пористой системы; выстроить наиболее адекватные подходы контроля структуры многофазных пористых систем, в частности при СКФ синтезе пеноподобных систем.
Подобные исследования позволят расширить возможности мультиспекловой диффузионно-волновой спектроскопии и акустической диагностики высокопористых систем для задач анализа физических процессов в нестационарных системах; развить подходы к анализу шумосоставляющих сигналов акустооптической томографии, несущих информацию о структурных характеристиках случайно-неоднородных сред.
Исследование играет важную роль для анализа механизмов рассеяния звука пористыми породами в океанологии, для оптимизации процессов синтеза многофазных пористых и композиционных материалов с заданными реологическими и структурными свойствами в материаловедении, для повышения функциональных параметров пористых материалов, что играет важную роль в биомедицине для контроля архитектуры биоразлагаемых 3D скаффолдов и тканеинженерных матриксов и конструкций в процессе их синтеза.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ