Центр компетенций в сфере применения беспилотных авиационных систем
Научно-образовательный центр «Нелинейная динамика деформируемых твердых тел»
Центр коллективного пользования научным оборудованием ТГУ имени Г.Р. Державина
Научно-образовательный центр «Электрохимия конденсированных и наносистем»
Лаборатория геоинформационных систем и технологий дистанционного зондирования Земли
Лаборатория экологической безопасности
Центр перспективных химических технологий
Лаборатория микробиологии и биотехнологии
Научно-исследовательский центр «Нанотехнологии и наноматериалы»
Конструкторское бюро «Телекоммуникационные системы»
Научно-исследовательский центр «Нанотехнологии и наноматериалы»

Институт создает и формирует точки роста для инновационной деятельности и сопровождения перспективных нанотехнологических проектов и разработок.

Линейка приборов TOR

Разработаны методика и оборудование для исследования кинетики химических реакций в суспензиях с биосовместимыми магнитными наночастицами магнетита в низкочастотных магнитных полях. Дальнейшее их использование возможно в клинике для терапии и диагностики
злокачественных новообразований.

Принцип работы прибора основан на создании переменного магнитного поля, которое обеспечивает греющее и молекулярно-селективное негреющее воздействие на биохимические системы посредством введенных вних магнитных наночастиц.

Научная новизна изобретения заключается в комбинированном применении магнитных наночастиц и греющего или негреющего переменного поля для тераностики онкологических заболеваний, адресной доставки лекарств, их контролируемой выгрузки из наноконтейнеров, управления биохимическими реакциями и т.д.

Обнаружен эффект влияния слабого (негреющего) низкочастотного магнитного поля на кинетику ферментативных реакций в магнитных наносуспензиях, безлекарственного селективного апоптоза раковых клеток (совместно с Химическим факультетом МГУ им. М.В. Ломоносова и Наномедцентром университета штата Небраска, США).

Эти эффекты могут быть использованы:

  • в исследованиях динамики и сценариев биохимических реакций методами магнитонаномеханической силовой спектроскопии:
  • в объяснении механизмов влияния слабых МП на живые организмы;
  • в адресной доставке лекарств, онкотерапии и диагностике болезней.

Приборы TOR выпускаются совместно с малым инновационным предприятием ООО "Наноматериалы".

Переносной прибор для бесконтактного экспресс-измерения теплофизических характеристик материала методами динамической термографии

Прибор предназначен для теплового неразрушающего контроля изделий и конструкций с обнаружением дефектов различной природы и определения теплофизических характеристик из широкого спектра материалов.

Прибор позволяет:

  • проводить бесконтактные экспресс-измерения теплофизических характеристик широкого класса материалов методами динамической термографии;
  • выявлять дефекты защитных пленокили покрытий;
  • обнаруживать области композитных и многослойных изделий с теплопроводностью, отличающейся отэталонного образца;
  • проводить неразрушающую дефектоскопию металлов и сплавов методами динамической термографии;
  • проводить идентификацию приповерхностных дефектов (трещин, непроваров, расслоений) при проведении неразрушающего контроля металлов и сплавов с использованием методов импульсного нагрева током.

Обработка полученных данных позволяет проводить построение дефектной карты, наработку статистической информации, необходимой для экспертной системы прогнозирования сроков службы и остаточного ресурса исследуемых изделий.

Прибор может использоваться для аттестации или экспресс-определения коэффициента температуропроводности материала или готового изделия. Методика определения заключается в импульсном точечном нагреве поверхности с одновременной высокоскоростной термографией с помощью тепловизора и последующей обработкой радиально симметричной картины изотерм оригинальными ПО.

В состав приборавзависимости отназначения могут входить следующие модули:

  1. Регистрирующее устройство - тепловизионная система FLIR C2 или АЗ5sс.
  2. Лазерный модуль для организации точечного нагрева.
  3. Модуль обдува воздухом.
  4. Модуль импульсного нагреватоком контактным способом.
  5. Модуль создания локальной нагрузки в виде силовой ударной головки.
  6. Контроллерный блок.

Оборудование по магнито-импульсной обработке рудного сырья

Оборудование позволяет:

  • повысить качество железорудного концентрата;
  • увеличить извлекаемость железа из руды до 5% и уменьшить энергозатраты на измельчение руды за счет снижения прочности на границах срастания рудной и нерудной фаз;
  • проводить оценку содержания магнетита (магнитной фазы) в рудном сырье в режиме онлайн.

Принцип работы заключается в ослаблении связей между отдельными фазами в структуре руды, содержащей целевое полезное вещество и балласт под действием переменного магнитного поля регулируемой амплитуды и частоты следования пакетов импульсов. Они различным образом действуют на имеющиеся в руде фазы, что приводит к облегчению разрушения по межфазным границам, а не по телу зерна. Магнито-импульсная обработка легко вводится между стадиями дробления руды и последующего помола, а соответствующее оборудование встраивается в технологическую линию без существенного изменения последующих стадий технологического процесса.

Разработанное оборудование уникально и не имеет мировых аналогов.

Программно-аппаратный комплекс экспресс-анализа железной руды

Комплекс предназначен для определения состава и качества руды, фазовые составляющие которой оптически различимы, на основе захвата и анализа изображений микрошлифов кернов.

Техническое зрение и автоматизация процесса позволяют повысить производительность труда, надежность анализа состава и качества руды и других мелких или микроструктурированных объектов, а также снизить в этом роль человеческого фактора.

Комплекс состоит из оптического микроскопа, работающего по схеме «на отражение», снабженного цифровой видеокамерой, подключенной через специальный интерфейс к персональному компьютеру, и установленного на компьютеризованном трех-координатном столе. Захват и анализ изображения проводится автоматически с помощью оригинального программного обеспечения. При необходимости увеличения объема статистических данных и повышения репрезентативности теста комплекс может быть запрограммирован оператором для автоматической инспекции многих полей зрения. Перемещение образца от кадра к кадру производится автоматически с помощью компьютеризированного стола по программе, заданной оператором. Алгоритм работы позволяет автоматически разделить фазы на снимке, получить количественные данные о морфологии фаз и межзеренных границ.

Оборудование универсально, не требует высокой квалификации оператора благодаря высокой степени автоматизации всех процессов анализа. Оно применимо для решения многих задач: определения размеров и формы мелкихтел и частиц (размерами от долей миллиметра до десятков миллиметров), их количества, распределения по размерам и форме (при большом их числе) и др.

Оборудование позволяет:

  • проводить анализ состава и качества различных руд;
  • инспектировать и классифицировать семена сельскохозяйственных растений;
  • контролировать продукцию предприятий точного машиностроения, приборостроения и микроэлектроники;
  • проводить биомедицинские исследования (например, пересчитывать и определять количественные характеристики
    эритроцитов крови, везикул ит.п.).

Cкретч-тестер для исследования и аттестации кернов горных пород

Оборудование предназначено для непрерывного профилирования механических свойств горных пород методом царапания (скретч-тест) с целью определения предела прочности (эквивалент испытания при нестесненном сжатии), коэффициента трения и угла внутреннего трения. Это позволяет заменить трудоемкие и материалоемкие дискретные испытания на сжатие непрерывными гораздо более информативным неразрушающим испытанием на сдвиг вдоль образующей керна.

В совокупности с традиционными исследованиями керна и данными ГИС позволяет повысить достоверность геомеханических моделей для задач разработки месторождений углеводородов.

Керн испытываемой породы подвергают локальному сдвигу с помощью заточенного резца специальной формы. Нормальная и латеральная сила, прикладываемая к резцу при испытании, непрерывно регистрируются с помощью трех-координатной тензометрической головки и записывается компьютером. Программное обеспечение позволяет обрабатывать полученные данные и выводить механические характеристики керна в зависимости от координаты вдоль него.

Оборудование позволяет:

  • проводить экспресс-исследования кернов в лабораторных и полевых условиях (в том числе в условиях геологоразведочных работ при бурении скважин на нефть, газ или для других задач);
  • заменить однократные разрушающие испытания на сжатие многократными непрерывными испытаниями на одном образце керна и тем самым повысить качество и информативность теста;
  • повысить производительность и кратно снизить материалоемкость испытаний.

Характеристики:

  1. Дискретность определения параметров < 1 мм.
  2. Измерение нормальной и латеральной нагрузки - до 4 кН.
  3. Длина царапины за один проход - до 1 м.
  4. Глубина царапания - от 0,1 до 2 мм.
  5. Производительность - до 20 м/день.

Не имеет аналогов в России.

Динамический наноиндентометр TDNI

Динамический наноиндентометр TDNI является совершенным наномеханическим испытательным прибором, который находится на пересечении максимальной производительности, гибкости, надежности, удобства использования и скорости.

TDNI адаптируется к конкретным задачам и потребностям исследований и аттестаций широкого класса материалов (от ультрамягких до сверхтвердых).

Конфигурации прибора включают в себя опции:

  • квазистатическое наноиндентирование;
  • динамическое наноиндентирование;
  • изучение механических свойств и зависимой отвеличины действующей силы и времени нагружения;
  • измерение глубины вдавливания по шкале отединиц нанометров и сотен микрометров.

(Прибор применим для квазистатических и динамических измерений нано-, микро- и макромеханических свойств в широком диапазоне материалов, отультрамягких до сверхтвердых).

Прибор состоит из нагружающей системы, оптического микроскопа и компьютеризованного трех-координатного стола. Включает в себя мощный модуль управления, дающий возможность работать с различными головками тестирования для нано-, микро- и макромасштаба, и обеспечивает высокую производительность и минимальный уровень шума. Оригинальное программное обеспечение позволяет реализовать многочисленные методы наномеханического тестирования в соответствии в действующими стандартами (150, ГОСТ и др.), а также новые методы тестирования, которые разработаны производителями или могут быть сформированы (сгенерированы) самим оператором. Это делает прибор чрезвычайно универсальным и эффективным инструментом наномеханической характеризации для самого широкого спектра применений. Контроль, сочетание передовых алгоритмов управления с обратной связью и превосходной чувствительностью измерений обеспечивает точное управление всеми методами наномеханического тестирования. Система обеспечивает минимальные характеристики дрейфа, которые приводят к более быстрому сбору данных, более высокой точности и лучшей повторяемости. Оптика высокого разрешения с визуализацией цветной ПЗС-камерой включена в индентометр для большого увеличения и визуального наблюдения поверхностей образцов и выбора мест проведения испытаний.

Оборудование позволяет:

  • Проводить экспресс-исследования кернов в лабораторных и полевых условиях (в том числе в условиях геологоразведочных работ при бурении скважин на нефть, газ или для других задач).
  • Заменить однократные разрушающие испытания на сжатие многократными непрерывными испытаниями на одном образце керна и тем самым повысить качество и информативность теста.
  • Повысить производительность и кратно снизить материалоемкость испытаний.

Характеристики и режимы работы:

  • Автоматический поиск поверхности.
  • Высокое разрешение по глубине и силе.
  • Различные режимы нагружения.
  • Автоматическая обработка и хранение результатов.
  • Режимы работы прибора: квазистатическое и динамическое нано-, микро- и макроиндентирование.
  • Максимальная нагрузка при индентировании: 30 мн; 1 Н; 5 Н; 10 Н.
  • Разрешение по силе: 1 мкН; 2,5 мкН; 5 мкН; 10 мкн.
  • Разрешение по глубине: 0,5 нм; 5 нм; 5 нм; 50 нм.