Разработка элементов и систем экспериментальных станций источников синхротронного излучения для комплементарных in situ исследований динамики трансформации объектов в условиях внешних воздействий в целях разработки, создания и диагностики новых материалов, промежуточный, этап 2

Объектами выполненных работ по реализации исследовательской программы (проекта) в рамках второго этапа проекта по теме «Разработка элементов и систем экспериментальных станций источников синхротронного излучения для комплементарных in situ исследований динамики трансформации объектов в условиях внешних воздействий в целях разработки, создания и диагностики новых материалов», являются: 1) узлы и системы экспериментальных станций существующих и создаваемых источников синхротронного излучения (СИ) в области исследований структуры материалов в условиях внешних воздействий, в режиме «накачка-зондирование», с использованием фокусированных пучков СИ, с применением когерентных методов визуализации (имиджинга); 2) новые и усовершенствованные существующие методические, экспериментальные подходы к управлению параметрами синхротронных экспериментов, созданию особых условий для образцов, детектированию излучения, позволяющих комбинировать внешние воздействия (электрические, оптические, акустические и др.) на образец и одновременно регистрировать данные, характеризующие комплекс свойств, в сочетании с времяразрешающими методами, а также в различных экспериментальных режимах (in situ, in operando и др.); 3) комплекс образовательных программ и учебно-методических материалов на базе создаваемой инфраструктурной основы для обучения и подготовки кадров, нацеленный на освоение междисциплинарных методик, повышение уровня компетенций в области рентгеновских и синхротронных исследований, и подготовку к экспериментам на источнике СИ; 4) новые знания о структуре и свойствах функциональных материалов и наноразмерных структур. Задачи исследовательской программы (проекта): 1. Создание новой приборно-аппаратной базы экспериментальных станций установок класса «мега-сайенс» – систем окружения образца, аппаратных блоков, элементов рентгеновской оптики и рентгенооптических устройств на их основе для реализации и апробации комплекса разрабатываемых методик и оснащения новых проектируемых экспериментальных станций СИ, реализующих комплексный подход к исследованиям новых материалов, на установках класса мегасайенс (источника «КИСИ-Курчатов» и проектируемой мега-установки «СИЛА»). 2. Создание новой научно- сследовательской и научно-образовательной инфраструктуры - лабораторных стендов на основе разработанной приборной базы для разработки, апробации и тестирования исследовательских методик, инструментария и систем автоматизации в целях повышения уровня компетенций (подготовки специалистов) и адаптации методик для реализации синхротронных исследований. 3. Разработка набора методик на основе рентгеновских, синхротронных и ряда комплементарных методов (электрофизических, оптических, акустических и других), характеризующих целый комплекс свойств различной природы, для in situ регистрации в режиме реального времени набора данных в условиях внешних воздействий на материал. Комплекс методик ориентирован на диагностику структуры, динамики ее трансформации и установление взаимосвязи «структура-свойства» новых функциональных материалов. 4. Развитие принципиально нового научно-методического подхода к разработке органических и неорганических материалов на основе атомно- молекулярной организации в предкристаллизационной фазе – формирования на начальной стадии построения материала кластеров-прекурсоров, 3D-фрагментов будущей структуры. Разработка на данной основе научно обоснованных методов межкомпонентной организации кластеров предкристаллизационной фазы в слабоупорядоченные и кристаллические системы. 5. Разработка научно-образовательных программ подготовки кадров в области синхротронных методов и экспериментальных исследований на базе создаваемого комплекса методик и исследовательской инфраструктуры. Подготовка нового поколения специалистов в научной парадигме разрабатываемого комплексного подхода на основе рентгеновских и синхротронных методов и комплементарных междисциплинарных методик, нацеленного на развитие технологий атомно-молекулярного конструирования и создания новых функциональных материалов.