Кафедра радиохимии

Лаборатория мессбауэровской спектроскопии и радиохимических методов

Заведующий лабораторией: профессор, доктор химических наук Фабричный Павел Борисович тел: (495) 939-32-17 e-mail: pf@radio.chem.msu.ru

Коллектив лаборатории: К.В. Похолок ,вед.н.сотр ., к.х.н. e-mail: kvp@radio.chem.msu.ru М.И. Афанасов, доцент, д.х.н. e-mail: mia@radio.chem.msu.ru В.И. Коробков, ст.н.сотр., к.х.н. И.А. Пресняков, ст.н.сотр., д.ф.-м..н. e-mail: ipresniakov@rambler.ru Д.С.Филимонов, ст.н.сотр., к.х.н. e-mail: filin@radio.chem.msu.ru М.В. Короленко, н.с., к.х.н. e-mail: kor@radio.chem.msu.ru А.В. Соболев, доцент, к.х.н. e-mail: alex@radio.chem.msu.ru Л.Н. Макагонова, инженер e-mail: radioedu@radio.chem.msu.ru В.В. Чекин, мастер ТСП Р.А. Асташкин, аспирант

Основные направления научной работы лаборатории:

За годы, прошедшие после создания Лаборатории (1996 г.), основной тематикой научных исследований стала разработка новых методов диагностики твердофазных систем с использованием мессбауэровской спектроскопии. В Лаборатории был впервые предложен принципиально новый вариант зондовой диагностики локальной структуры примесных центров, участвующих в химических реакциях на границе раздела фаз твердое тело/газ. Благодаря применению диамагнитных мессбауэровских зондов со спин-поляризованной электронной оболочкой удалось решить ряд фундаментальных задач физики и химии конденсированного состояния (доказательство преобладающего вклада 3d 5s делокализации в создание сверхтонкого поля Н на примесных ядрах олова и сурьмы в структуре ферродиэлектриков, определение парциальных вкладов прямого и косвенного обмена путем определения локальных конфигураций зарядкомпенсирующих вакансий в окружении зондового атома, установление взаимосвязи между составом координационной сферы поверхностного атома, его динамическими характеристиками и реакционной способностью по отношению к различным газам и т.д.).

Применение метода мессбауэровского диамагнитного зонда позволило также решить ряд задач, имеющих более практическую направленность: установить природу поверхностных центров и определить механизм модифицирующего действия добавок 5s5р-элементов в реакции окисления СО кислородом, дегидратации изопропилового спирта и дегидрирования этилбензола в присутствии катализаторов на основе оксида хрома; определить механизм формирования электрического отклика в сенсорных материалах на основе диоксида олова, оптимизировать сенсорные характеристики пленок нанооксидных композиций для детектирования паров спирта и т.д.

Метод зондовой мессбауэровской спектроскопии в сочетании с ее традиционным вариантом (когда мессбауэровский элемент является одним из основных компонентов изучаемой системы) успешно применен для выяснения зависимости макроскопических свойств от локальной структуры вещества на примере магнитно упорядоченных оксидов со структурой производной от перовскита. Исследование этих соединений, представляющих интерес для технических целей благодаря их действительно уникальным электрическим и магнитным свойствам, высокой селективной проницаемости для кислорода, каталитической и сенсорной активности, позволило создать фундаментальный базис для оптимизации функциональных свойств материалов на их основе посредством замещений в катионных подрешетках.

Мессбауэровская диагностика различных перовскитоподобных ферратов, кобальтатов и никелатов, содержащих переходные металлы в высших степенях окисления, а также изоструктурного манганита, позволила разработать оригинальный метод "аттестации" электронного строения 3d элемента посредством анализа сверхтонких взаимодействий магнитно активного (железо-57) и магнитно инертного (олово-119) зондовых элементов. Исследование соединений данного типа сделало также возможным спектральное наблюдение "фрустрации" магнитного момента примесного катиона железа и получение других оригинальных результатов.

Наряду с исследованиями мессбауэровской направленности в лаборатории проводятся работы прикладного характера с использованием методов авторадиографии, а также - исследования с целью выяснения механизма влияния малых доз ионизирующих излучений на свойства материалов и покрытий.

Обзорные публикации по работам лаборатории:

• П.Б. Фабричный. Применение мессбауэровских диамагнитных зондов в химии твердого тела. // Журнал Всесоюзного химического общества им. Д.И. Менделеева, 1985. Т. 30. С.143-152.
• М.И. Афанасов, П.Б. Фабричный. Метод мессбауэровского диамагнитного зонда: новые возможности для исследования поверхности. // Российский химический журнал, 1996. Т. 40. С. 465-474.
• И.А. Пресняков, К.В. Похолок, П.Б. Фабричный. Исследование "необычных" валентных состояний и электронных процессов в оксидах переходных металлов методом мессбауэровской спектроскопии. Российский химический журнал, 1996. Т. 40. ?2. С. 51-60.
• П.Б. Фабричный, М.И. Афанасов, М. Дано. Примесные катионы 5s5p-элементов: мессбауэровские зонды для исследования химических реакций на границе раздела твердое тело - газ. // Российский химический журнал. 2007. Т. 51. С. 44-51.

Гранты

• PICS-РФФИ 05-03-22003 (руководитель И.А.Пресняков),
• РФФИ 06-03-32007 (руководитель П.Б.Фабричный),
• РФФИ 09-03-00649 (руководитель К.В.Похолок),
• РФФИ 09-03-00840 (руководитель А.В. Соболев),
• РФФИ 10-03-00002 ((руководитель П.Б. Фабричный).

Аспирантские гранты и гранты поддержки молодых ученых:

• грант О.В. Дерипаска талантливым студентам, аспирантам и молодым ученым МГУ имени М.В.Ломоносова за 2007 и 2009 г.г. (И.А.Пресняков, А.В.Соболев).
• грант О.В. Дерипаска талантливым студентам, аспирантам и молодым ученым МГУ имени М.В.Ломоносова за 2011 г. (А.В.Соболев).

Педагогическая работа

Межкафедральные спецкурсы для студентов старших курсов и аспирантов

2007-2012 г.г. (проф.П.Б. Фабричный):

• "Мессбауэровская спектроскопия и ее применение для химической диагностики неорганических материалов".
• "Химические применения методов ядерной спектроскопии сверхтонких взаимодействий".
• "Зондовая гамма-резонансная спектроскопия".
• "Мессбауэровская диагностика наноматериалов".
• "Применение мессбауэровской спектроскопии в гетерогенном катализе".

• Курс "Взаимодействие ядерных излучений с веществом" (доцент М.И Афанасов).
• Курс "Основы радиохимии. Взаимодействие излучения с веществом" (доцент А.В. Соболев).
• Спецкурс "Авторадиографический метод исследования" (с.н.с. В.И.Коробков).
• Спецкурс "Резонансные методы" (с.н.с. И.А. Пресняков, доцент А.В. Соболев).
• А.В. Кнотько, И.А. Пресняков, Ю.Д. Третьяков. Химия твердого тела (учебное пособие). М.: "Академия", 2006.

Практические работы по курсу "Основы радиохимии и радиоэкологии"
(под ред. М.И.Афанасова). М.: Химический факультет МГУ им. М.В.Ломоносова, 2006.

П.Б. Фабричный, К.В. Похолок
Мессбауэровская спектроскопия и ее применение для химической диагностики неорганических материалов
(конспект курса лекций для студентов старших курсов и аспирантов Химического факультета МГУ). М.: "Принт-ателье", 2009.

Международное сотрудничество:

• Университет Бордо, Франция (К. Дельмас, А. Ваттио, Ж. Демазо),
• Национальный институт материаловедения Цукубы, Япония (А. Белик)
• Институт материаловедения Мадрида, Испания (Ж. Алонсо)

Защиты диссертаций последних лет:

• А. Baranov.
  "Apport de la spectroscopie Mössbauer à l'étude des phénomènes électroniques et structuraux au sein de réseaux oxygénés renfermant un élément de transition à un degré d'oxydation élevé".
  Thèse cotutelle, grade de Docteur de l'Université Bordeaux, 2007.
• Т.В. Губайдуллина
  "Зондовые мессбауэровские исследования перовскитоподобных оксидов, содержащих атомы переходных металлов в необычных валентных состояния".
  Кандидатская диссертация (совместно с Физическим факультетом МГУ), 2009 г.
• И.А. Пресняков
  "Зондовая мессбауэровская диагностика зарядового, орбитального и спинового упорядочений в перовскитоподобных оксидах".
  Докторская диссертация, 2011 г.

Некоторые публикации за последние годы