Группа функциональных материалов (ГФМ)

Руководитель группы - д.х.н.   Евгений Васильевич Малыхин
тел. 8(383)3306748; вн. тел. 2-64  
e-mail:Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Группа организована 19.05.2008 г. объединением научных сотрудников Технологического отдела и Группы изучения растительного сырья.

C февраля 2018 года группа включена в состав лаборатории гетероциклических соединений (№7-ЛГЦС)

Основные направления исследований группы

• Разработка научных основ формирования химически модифицированных, , а также механически допированных синтетических и нативных ковалентно-, координационно- и водородносвязанных полимеров и их композиций.
• Изучение специфических физико-химических и биоактивных свойств этих веществ, позволяющих позиционировать их как функциональные материалы для Hi-Tech приложений.

Группа сотрудничает с научными подразделениями и ОХП НИОХ, институтами СО РАН. Результаты исследований представлены в совместных научных публикациях и докладах на Российских и международных конференциях

Основные научные достижения

1. Разработан технологичный метод селективного аминодефторирования полифтор(гет)ароматических соединений с различными заместителями, основанный на использовании безводного аммиака в качестве реагента и растворителя одновременно.
2. Разработан оригинальный эффективный приём выделения с помощью краун-эфира индивидуальных полифторароматических диаминов из смесей продуктов неселективных реакций, основанный на явлении молекулярного распознавания. Метод использован в практике получения высокочистых полифторароматических диаминов с варьируемыми структурными элементами.
3. Разработаны методы синтеза высокофторированных полиимидов на основе перфторароматических диаминов. Полученные полиимиды обладают комплексом ценных ключевых (оптических и диэлектрических) и технологических (растворимостью и термической устойчивостью) свойств, что характеризует их как перспективные материалы для Hi-Tech приложений. Синтезирован первый не содержащий атомов водорода (перфторированный) полиимид AB-типа, спектр которого имеет «окно прозрачности» в ближней ИК-области, необходимое для оптических телекоммуникационных систем.
4. Предложена новая группа объектов для инженерии кристаллов – супрамолекулярные 1D ансамбли на основе мета- и пара-диаминов полифтор(гет)аренов и 18-краун-6, предоставляющих широкие возможности для дизайна кристаллических фаз с заданными структурой и свойствами. На основе мета-арилендиаминов с варьируемыми заместителями осуществлен дизайн серии (более 10 объектов) однотипных зигзагообразных 1D-ансамблей. Найдены зависимости мольной энтальпии плавления сокристаллов от архитектуры 1D ансамбля и линейных размеров супрамолекулярной структурной единицы, на основе которых интерпретирована селективность образования кристаллической фазы определенного состава и строения.
5. Совместно с ИК СО РАН. Изучены высокотемпературные реакции монотерпенов (пинены, лимонен, пиронены, оцимены и др.) в сверхкритических флюидах (СКФ) В качестве СКФ-сред использованы алифатические спирты (метанол, этанол, пропанол, изопропанол, н-бутанол), вода и их смеси. Исследовано влияние параметров реакции (температура, давление, продолжительность, мольный состав исходной смеси и др.) на состав продуктов. Идентифицированы основные направления трансформации монотерпенов, детально изучена макрокинетика процессов, рассчитаны кинетические и термодинамические параметры основных реакций. На основании полученного массива экспериментальных и кинетических данных разработаны комплексные кинетические модели термических превращений монотерпенов, учитывающие их мультимаршрутность и обратимость. Предложена технология переработки скипидара в СКФ-средах.
6. Совместно с ТО НИОХ. Разработана универсальная и безотходная по экстрактивным веществам технологическая схема переработки древесной зелени пихты – многотоннажного отхода лесопереработки – с диверсификацией целевого назначения получаемых биологически активных композиций.
7. В кооперации с подразделениями НИОХ, НГУ, НГАУ, учреждениями СО РАН (ИЛ, ИХХТ, ИЦиГ, ЦСБС), СО РАМН (НИИ Фрамакологии), СО РАСХН (СибНИИРС), АН РУз (ИХРВ), KIST (Корея). Перманентно осуществляется скрининг экстрактов древесных и травянистых растений и грибов на содержание БАВ, включая тритерпеноиды и полипренолы.
8. Совместно с ИХКиГ СО РАН. Изучен механизм действия трифенилфосфата в качестве антипирена для сверхвысокомолекулярного полиэтилена.

Приоритетные направления, в рамках которых ведутся текущие исследования

(О перечне программ фундаментальных исследований СО РАН на 2013–2020 гг. (ПСО №359 от 04.10.2012))

Фундаментальные основы химии.
• Приоритетное направление V.45. Научные основы создания новых материалов с заданными свойствами и функциями, в том числе высокочистых и наноматериалов.
• Приоритетное направление V.46. Физико-химические основы рационального природопользования и охраны окружающей среды на базе принципов «зеленой химии» и высокоэффективных каталитических систем; создание новых ресурсо- и энергосберегающих металлургических и химико-технологических процессов, включая углубленную переработку углеводородного и минерального сырья различных классов и техногенных отходов, а также новые технологии переработки облученного ядерного топлива и обращения с радиоактивными отходами.

Текущие проекты

• Интеграционный проект СО РАН № 97 «Исследование физико-химических механизмов управления механическими, термопроводящими и электроизоляционными свойствами композитных полимерных материалов с нанодобавками». Kоординатор проекта – Е.В. Малыхин (НИОХ СО РАН).
• РФФИ 2011-2012, 11-03-12049-офи-м «Структурные и динамические свойства СКФ: от молекул-зондов к механизмам гетерогенных каталитических процессов». Руководитель проекта - О.Н. Мартьянов (ИК СО РАН).

Избранные публикации

1. T.A. Vaganova, S.Z. Kusov, I.K. Shundrina, Yu. V. Gatilov, E.V. Malykhin. Design and structural regularities of zigzag-like supramolecular 1D assemblies of polyhalogenated 2,6-, 2,4-diaminopyridines and 18-crown-6. J. Mol. Struct., 2013, vol. 1033, 27-37.
2. I.V. Kozhevnikov, A.L. Nuzhdin, G.A. Bukhtiyarova, O.N. Martyanov, A.M. Chibiryaev. Tetramethyl orthosilicate as a sharp-selective catalyst of C3-methylation of indole by supercritical methanol. Journal of Supercritical Fluids, 2012, vol. 69, 82–90.
3. Н.К. Хидырова, М.Ж. Рахматова, Т.П. Кукина, Р.Х. Шахидоятов, Х.М. Шахидоятов. Полипренолы и тритерпеноиды Alcea nudiflora семейства Malvaceae. Химия природ.соедин. 2012, 169-174.
4. И.В. Шилова, Т.П. Кукина, О.И. Сальникова, Н.И. Суслов. Хромато-масс-спектрометрическое исследование этанольного экстракта из надземной части Filipendula ulmaria (Rosaceae). Раст. ресурсы. 2012, 48 (2), 244-253.
5. O.P. Korobeinichev , A.A. Paletsky , L.V. Kuibida, M.B. Gonchikzhapov, I.K. Shundrina. Reduction of flammability of ultrahigh-molecular-weight polyethylene by using triphenyl phosphate additives. Proc. Combust. Inst. 2012, dx.doi.org/10.1016/j.proci.2012.06.045.
6. T.A. Vaganova, I.K. Shundrina, S.Z. Kusov, E.V. Karpova, I.Yu. Bagryanskaya, E.V. Malykhin. Synthesis and characterization of the first perfluoroaromatic polyimide of the AB-type. J. Fluorine Chem., 2012, vol. 135, 129-136.

   ---

   2011
7. I.K. Shundrina, T.A. Vaganova, S.Z. Kusov, V.I. Rodionov, E.V. Karpova, E.V. Malykhin. Synthesis and properties of organosoluble polyimides based on novel perfluorinated monomer hexafluoro-2,4-toluenediamine. J. Fluorine Chem., 2011, vol. 132, N 3, 207-215.
8. А.М. Чибиряев, А. Ермакова, И.В. Кожевников. Параметры активации термической изомеризации β-пинена в сверхкритических и газофазных условиях. Журнал физической химии, 2011, т. 85, N 9, 1621–1632.
9. T.A. Vaganova, S.Z. Kusov, I.K. Shundrina, Yu. V. Gatilov, E.V. Malykhin. Design of zigzag-like supramolecular 1D assemblies of polyfluorinated meta-arylenediamines and 18-crown-6. J. Mol. Struct., 2011, vol. 995, 109-115.
10. Eun Ha Lee, S. A. Popov, Joo Young Lee, A. V. Shpatov, T. P. Kukina, Suk Woo Kang, Cheol-Ho Pan, Byung Hun Um, Sang Hoon Jung. Inhibitory Effect of Ursolic Acid Derivatives on Recombinant Human Aldose Reductasе. Биоорг.химия, 2011, 37 (5), P. 637-644.
11. Э. Н. Шмидт, Т. П. Кукина. Тритерпеноиды хвойных растений семейства Pinaceae. Химия в интересах устойчивого развития. 2011, 655-659.

1. A. M. Chibiryaev, A. Yermakova, I.V. Kozhevnikov. Chemical and phase equilibria calculation of α-pinene hydration in CO₂-expanded liquid. Journal of Supercritical Fluids, 2010, vol. 51, N 3, 295–305.
2. S.N. Kim, B.H. Um, C.Y. Kim, W. Lee, Y.S. Park, A.M. Chibiryaev, T.P. Kukina, E.V. Malykhin, T.A. Vaganova, S.A. Popov. Novel Types of Bioactivities for Extracts from Abies sibirica. Chemistry for Sustainable Development, 2008, N 1, 53-57.
3. S.Z. Kusov, V.I. Rodionov, T.A. Vaganova, I.K. Shundrina, E.V. Malykhin. Direct di- and triamination of polyfluoropyridines in anhydrous ammonia. J. Fluorine Chem., 2009, vol. 130, N 5, 461-465.
4. I.K. Shundrina, T.A. Vaganova, S.Z. Kusov, V.I. Rodionov, E.V. Karpova, V.V. Koval, Yu.V. Gerasimova, E.V. Malykhin. Synthesis and characterization of polyimides based on novel isomeric perfluorinated naphthylenediamines. J. Fluorine Chem., 2009, vol. 130, N 8, 733-741.
5. T.A. Vaganova, S.Z. Kusov, V.I. Rodionov, I.K. Shundrina, G.E. Sal’nikov, V.I. Mamatyuk, E.V. Malykhin. Amination of octafluoronaphthalene in liquid ammonia. 2,6- and 2,7-Diaminohexafluoronaphthalenes selective preparation. J. Fluorine Chem., 2008, vol. 129, N 4, 253-260.
6. A.M. Чибиряев, A. Ермакова, И.В. Кожевников. Сравнительная реакционная способность β-пинена в реакции термолиза для газофазных и сверхкритических условий. Сверхкритические флюиды: теория и практика, 2008, т. 3 , N 4, 66–82.

Патенты:

1. «Термическая изомеризация α-пинена в сверхкритических средах», RU 2300514.
2. «Термическая изомеризация α-/β-пиненов или скипидара», RU 2320630.
3. «Способ получения монотерпеновых мономеров и олигомеров изомеризацией сульфатного скипидара», RU 2369593.
4. «Способ получения биологически активной липидной фракции экстракта древесной зелени пихты сибирской (Abies Sibirica)», RU 2336889.
5. «Способ переработки отходов от экстракции древесной зелени пихты», RU 2348168.
6. «Способ получения биологически активной суммы кислот в комплексной экстракционной переработке древесной зелени пихты сибирской (Abies Sibirica)», RU 2372930.
7. «Средство для повышения урожайности зерновых, зернобобовых и овощных культур, обладающее фунгицидными свойствами», RU 2469539.
8. «Средство для приготовления препарата, повышающего урожайность овощных и зерновых культур и обладающего фунгицидными свойствами», RU 2464035.
9. «Способ получения борнеола из отходов экстрактивных веществ древесной зелени пихты», RU 2464035.

Публикации за последние 5 лет