Перспективные вещества, материалы и современные методы исследования объектов и систем для решения задач обеспечения энергоэффективности и безопасности среды обитания.

В рамках выполнения работ ожидается разработка нового универсального метода моделирования, предназначенного для исследования явлений и процессов, описываемых граничными задачами для систем дифференциальных уравнений в частных производных в классических и неклассических областях, в разномасштабных многокомпонентных материалах и конструкциях из них. Результат может быть востребован для построения математических моделей в проблемах геоэкологии, строительства, сейсмомониторинга и сейсмозащиты, проектно-конструкторских работах, при конструировании сложных объектов, систем, новых материалов. Будет проведено исследование закономерностей роста и формообразования наночастиц на основе меди, серебра и палладия, что позволит усовершенствовать способы точечного проектирования наноструктурированных материалов с заданными свойствами и откроет возможности целенаправленного синтеза наночастиц мультифункционального назначения. Физико-математическая модель градиентного дефлектора на основе градиентного нелинейно-оптического кристалла, экспериментальные данные о физических свойствах изучаемых материалов и устройств на их основе: спектроскопические и электрооптические измерения (температурно-зависимые и поляризационно-зависимые) для формирования картины локального и интегрального распределения электрооптических коэффициентов, лабораторные образцы градиентного дефлектора, устройства развертки лазерного луча, дополнение устройства мультиспектральной составляющей, обеспечивающей селективное отражение или рассеяние по размерному и температурному факторам. Будут получены и охарактеризованы новые гибридные материалы с практически важными физическими и физико-химическими характеристиками (оптическими, электролюминесцентными, сорбционными и др.) на основе наноструктурированных соединений d- и f-элементов, сформированных на металлических, диэлектрических и полупроводниковых поверхностях с микро- и наноструктурной организацией, а также изучены принципы и закономерностей их направленной сборки и управления физико-химическими характеристиками. Будут предложены рациональные пути синтеза и определены основные характеристики, необходимые для установления строения и возможных областей практического использования, новых полупродуктов, органических аналитических реагентов (красители и флуорофоры, функционализированные ионные жидкости) и материалов (функционализированные минеральные, органо-минеральные и синтетические или природные полимерные носители) для технологий разделения, концентрирования и сенсорики. Будет выявлено влияние органических кислот на поведение электромембранных систем с катионообменными и анионообменными мембранами, различия в поведении гомогенных и гетерогенных мембран в растворах, содержащих органические кислоты, а также влияние концентрации этих растворов на свойства и внутреннее строение ионообменных мембран. Полученные результаты будут использоваться для прогнозирования характеристик электродиализных аппаратов и послужат основой для разработки новых технологий переработки водно-органических растворов с нулевым сбросом. Будет разработана методология направленного изменения свойств коммерческих ионообменных мембран для повышения эффективности процессов Доннановского диализного разделения компонентов растворов и разработана гибридная мембранная технология переработки щелочных растворов, содержащих хроматы и вольфраматы металлов, которая имеет большие перспективы реального применения в промышленности для разделения многокомпонентных смесей с возвратом ценных компонентов и создания оборотных систем с минимальными сбросами. Методически обоснованные количественные оценки многолетней трансформации гидрографической сети степных экосистем Краснодарского края в границах равнинных семиаридных и семигумидных ландшафтов. Оценки будут представлены в виде: набора тематических и аналитических карт, отражающих изменения ландшафтов, землепользования и состояние водных объектов; характеристик водообменных и сопутствующих процессов в их динамике в масштабе водосборов. Будут разработаны оригинальные аналитические методики определения суперэкотоксикантов, пригодные для выявления источников их происхождения, распространения и трансформации в водной экосистеме Азовского и Черного морей, позволяющие в конечном итоге проводить комплексную оценку состояния исследуемой экосистемы и прогнозировать развитие неблагоприятных факторов, а также определять подход к формированию политики и отношения общества к выявленному загрязнению.