Проект BG05M2OP001-1.001-0008 | Национален център по мехатроника и чисти технологии
ЛАБОРАТОРИИ
Хроматографията е широко използван метод за качествен и количествен анализ на органични съединения. Газовата хроматография (ГХ) с детектор по топлопроводност и/или пламъчно-йонизационен детектор се прилага при анализ на летливи органични съединения и газови смеси, а високоефективната течна хроматография (ВЕТХ) с детектор с диодна матрица при съединения, притежаващи хромофорни групи.
В лабораторията се изследва поведението на материали при промяна на температурата. Чрез измерване на температурите и термичните потоци, корелиращи с термичните преходи в изследваните материали, се определят измененията, които съответстват на промяна в структурата, състава и фазовото им състояние. Извършва се термогравиметричен анализ, който позволява изследване на тегловни и фазови промени в състава на метални и металоксидни наночастици, самостоятелно или нанесени върху порести материали при термична обработка в различни газови среди (инертна, окислителна, редукционна).
Лабораторията разполага с апаратурата за определяне на текстурните характеристики на зеолити, микро/мезопорести силикати, мезопорести метални оксиди и други. Порестите материали се използват като катализатори или като носители на каталично-активна фаза в процеси, на чиято база се разработват чисти технологии за елиминиране на газовите емисии.
Лабораторията извършва следните теоретични изследвания:
- Молекулен дизайн на нови органични материали ;
- Моделиране на механизми и стереохимия на химични реакции;
- Моделиране на надмолекулни системи с механична връзка .
Лабораторията извършва следните изпитвания:
- Топлопроводност на материали в широк температурен диапазон (-100 до 500оС), измервана по метода на облъчването.
- Трибология, лубрикантни изследвания и наноразмерна визуализация на повърхности.
Охарактеризиране на нови материали и тънки покрития чрез числено експериментален подход, базиран на числено симулиране на процеса на наноиндентация и идентификация на параметрите на материалния модел на основата на данни от наноиднетацията.
С помощта на методите на металографския анализ в лабораторията се извършват
изследвания на микроструктурата главно на метални материали. Провеждат се и безразрушителни изследвания чрез компютърна рентгенова микротомография както на порести метални и неметални пени и изделия от тях, така и на повърхностни и обемни пукнатини, получени при работа или различни изпитвания.
Лабораторията извършва моделни ускорени и електрохимични корозионни изпитвания на метални, наномодифицирани материали и покрития; прецизен термогравиметричен (TGA) и диференциален сканиращ калориметричен (DSC) анализ едновременно на една и съща проба.
Секция за експресна диагностика
Секцията извършва изследвания на химичния състав, микроструктурата на метални материали и фрактография на ломове чрез оптична емисионна спектрометрия, рентгенов микроанализ и сканираща електронна микроскопия. Потенциални партньори и клиенти на лабораторията могат да бъдат научноизследователски колективи със сходни научни интереси и организации, които се занимават с изследване на метални изделия.
Секция за механични изпитвания
В секцията се определят в широк температурен диапазон механични характеристики при статични и динамични изпитвания; характеристики на пукнатиноустойчивост; механично поведение при ударно натоварване. Потенциални партньори и клиенти на секцията могат да бъдат научноизследователски колективи със сходни научни интереси и организации, които се занимават с изследване на метални изделия.
За нуждите на изследванията по получаване и характеризиране на нови функционални галванични покрития с подобрени свойства е оборудвана лаборатория с галванична линия за пробоподготовка при нанасяне на функционални покрития, камера за солена мъгла за корозионни изпитания и лабораторна екипировка, необходима за получаване на покрития чрез инкорпориране на микрочастици, като с оптичен микроскоп се осигурява непосредствен контрол на качеството на покритията и следене на процесите на корозия.
Лабораторията извършва изследвания на кристалната структура на различни по химичен състав и обем на елементарната клетка вещества. Определяне на кристалната структура на нови и модифицирани природни и синтетични материали, определяне на поведението на кристалната структура при промяна на температурата и налягането.
В Лабораторията се провеждат изследвания по синтез на неорганични материали за чисти технологии като материали за: съхранение на енергия; оптиката; опазване на околната среда; с биомедицинска насоченост и др. Потенциални партньори и клиенти на лабораторията могат да бъдат научноизследователски колективи в страната и чужбина със сходни научни интереси, както и производители на неорганични материали.
Лабораторията представлява изследователска структура, чийто състав включва учени от Института по физикохимия, Института по електрохимия и енергийни системи и от Института по обща и неорганична химия на БАН. Извършват се фундаментални и приложни изследвания, като се прилагат съвременни подходи за електрохимичен синтез, електрохимично характеризиране и изпитване на материали за електрокаталитични приложения и такива, използвани за електрохимично съхранение на енергия. Дейността е фокусирана също върху физикохимични изпитания на материали за електрохимични системи за съхранение/преобразуване на енергия, предимно за литиево-йонни батерии, пост-литиево-йонни батерии и суперкондензатори.
В лабораторията се извършват operando и in-situ измервания с инфрачервена (ИЧ) спектроскопия, които са мощно средство за детайлно изучаване на механизма на адсорбционни и каталитични процеси. Резултатите от тези изследвания могат да бъдат използвани като фундамент при дизайна на ефективни материали за чистите технологии (сепариране, пречистване и съхранение на газове, газови сензори, катализ и др.).
В лабораторията се извършват систематични изследвани с цел разработване на катализатори за очистване на газове, съдържащи летливи органични съединения (ЛОС), в т.ч. метан, пропан, бутан и органични разтворители. Експериментите се провеждат в присъствие на различни катализатори – масивни или нанесени върху различни носители като напр. алуминиев оксид, керамични материали, неръждаема стомана, алуминий и порести материали (микропорести, мезопорести, макро-мезо порести).
Лабораторията извършва електрични изследвания на химически газови сензори при различни условия, симулиращи околната среда като влажност, температура и концентрация на различни газове. Потенциални партньори и клиенти на лабораторията могат да бъдат научноизследователски колективи в страната и чужбина със сходни научни интереси, както и фирми с приложна дейност в областта.
Лабораторията е съвместна научна структура между ИФТТ и ТУ, създадена по проекта „Национален център по мехатроника и чисти технологии”. Нейният състав работи върху разработка, изследване и интеграция на лазерни технологични системи с къси и свръхкъси импулси за прецизна обработка на материали – лазерен микро- и наномашининг, 3D лазерна обработка, прецизно лазерно текстуриране на повърхности, и други. Той има интерес към сътрудничество с партньори от науката и промишлеността както от страната, така и чужбина.
Лабораторията извършва изследвания, базирани на оптични методи за получаване на томографски (3D) изображения на меки тъкани и многослойни структури и за определяне на оптични параметри и дебелина от измерените спектри. Потенциални партньори и клиенти на лабораторията могат да бъдат научно-изследователски колективи с научни интереси в области, като нови оптични методи за био-медицинска диагностика, определяне на дебелината на различни многослойни материали, томографско изобразяване и др.
Лабораторията извършва изследвания, базирани на оптични методи за получаване на томографски (3D) изображения на меки тъкани и многослойни структури и за определяне на оптични параметри и дебелина от измерените спектри. Потенциални партньори и клиенти на лабораторията могат да бъдат научно-изследователски колективи с научни интереси в области, като нови оптични методи за био-медицинска диагностика, определяне на дебелината на различни многослойни материали, томографско изобразяване и др.
Лабораторията извършва синтез на 2D (двудименсионни) материали чрез Химично отлагане от газова фаза (CVD), сепариране на разтвори и частици, отлагане на тънки покрития чрез центрофугиране, оптични и опто-електрични измервания.
Потенциални партньори/клиенти могат да бъдат научно-изследователски колективи в страната и чужбина, както и фирми, свързани с нано-оптоелектроника, спинтроника, зелени технологии, сензорика и здравеопазване.
Секция за точни измервания на динамични величини в мехатрониката
В секцията се извършват изследвания на динамичните характеристики на машини и съоръжения, подложени на знакопроменливи механични въздействия (удари, вибрации и др.), както и анализ, проверка и калибриране на динамичната точност на средства и системи, измерващи параметри на движещи се обекти (сухопътни транспортни средства, кораби, самолети).
Секция за дизайн, виртуално и физическо валидиране на мехатронни системи
В Секцията се извършват изследвания, свързани с интегрираното конструиране и инженерните методи, ползващи физическо и виртуално прототипиране в процеса на проектиране на продуктите. Проектната дейност е ориентирана към решаване на мултидисциплинарни инженерни проблеми и интегриране на различните концепции за системи за контрол.
Секция за 3Д/CAD/CAM технологии за имплантологията
В Секцията се извършват изследвания, свързани с методи и технологии за създаване на персонализирани импланти с перфектно пасващи повърхности с ендплейтове, което осигурява по-добра носеща повърхност и намаляване на усложненията: дислокация на импланта, смачкване на прешленното тяло и др. Също така се търси перфектно възстановяване на нормалната сагитална конфигурация на шийния отдел.
Секция за дигитални производства и виртуални фабрики
В Секцията се извършват изследвания, свързани пряко с концепцията за „Индустрия 4.0“. Развиват се нови методи за 3D дигитализация и интеграция на виртуални фабрики; подходи за локационно разполагане и определяне на оптимални параметри, представляваща прехода от виртуалното прототипиране към физическата реализация и технологична последователност за конкретното определяне на капацитетни и комуникационни параметри на производствено оборудване.
Секция за микро/нано асемблиране и микрокорпусиране
В секцията се извършва монтаж на полупроводникови кристали и корпусирани микрочипове за микромодули с приложение в мехатронниката и други системи.
Секция за проектиране, синтез и изпитване на вибро- и шумозащитни системи
В секцията се извършват изследвания в областта на мехатронни технологии за вибро- и шумозащита, с основно приложение в транспортната наземна и авиационна техника (с акцент – безпилотни летателни апарати), както и тяхното приложение при ветрогенератори.
Секция за мехатронни системи за защита и акумулиране на енергия от вибрации и шум
В Лабораторията се извършват изследвания на мехатронни системи за защита и акумулиране на енергия от вибрации и акустичен шум. Потенциални партньори и клиенти на лабораторията могат да бъдат научно-изследователски колективи в страната и чужбина със сходни научни интереси
Лабораторията извършва изследвания насочени към разработване на нови материали с приложение в преобразуването и съхранението на чиста енергия, както и съхранение на водород.
В лабораторията се осъществя разработване на чисти технологии чрез плазмено третиране на газове и отлагане на нанострукури.
В Лабораторията се изследват полупроводникови наноструктури и обемни материали за оптоелектронни и фотоволтаични приложения. Изследват се посрдством спектроскопски методи полупроводникови наноструктури (квантови ями, свръхрешетки, квантови жички, квантови точки) за оптоелектронни приложения, а именно LED излъчватели на светлина, инфра-червени детектори, оптични памети, фотоволтаични елементи, високо ефективни полупроводникови лазери и други компоненти на опто- и наноелектрониката, основани на квантови ефекти.
Изследванията се извършват посредством Рамановата спектроскопия, която е недеструктивен и безконтактен метод. Така се изследват структурните и физичните свойства на твърди, течни и газообразни образци, при това без да е необходима предварителна подготовка на пробите.
Клъстерната система се използва за теоретични симулации на структурни характеристики и свойства на моделни системи на материали за мехатрониката и чистите технологии. Провеждат се квантовохимични, молекулномеханични и молекулнодинамични изчисления на моделни системи с различен размер – от единични молекули до мултимолекулни системи състоящи се стотици хиляди атоми.
В лабораторията се изследват функционални колоидни системи с приложение в чистите технологии, свойствата на оптични зол-гелни материали като сензори за ултравиолетово лъчение и източници на светлина; развитието на аерогелни композити за съхранението на чиста енергия и термоизолация, развитието на анизотропни микро топлообменници /регенератори/ за повишаване на ефективността на съвременните топлинни помпи.
Лабораторията разполага с надеждна и достъпна оптична система за наблюдение и изследване на резонансни повърхнинни вълни в микрокапчици и възбуждане на резонансни осцилации в микрокапцичи с електрично поле.
Лабораторията извършва изследвания, насочени към развиване на нови уникални експериментални и теоретични методи за определяне на повърхностна енергия и омокряне на твърди повърхности, вкл. на микронни частици и порести материали, както и охарактеризиране на повърхностно напрежение и енергия, адсорбция, и реология на флуидни и нефлуидни повърхности като мембрани и/или адсорбционни слоеве от частици.