Физический факультет
О кафедре Персональный состав Научные материалы Учебные материалы Абитуриенту

Научная деятельность

Напрями наукової роботи:

1. Механічні, дифузійні та релаксаційні властивості твердих тіл із різною дефектною структурою;
2. Фізичні процеси в біоматеріалах.

Досягнення (за останні 10 років):

        1. Експериментально показано, що ротаційні ефекти можуть грати не тільки акомодаційну роль, але й давати суттєвий внесок у пластичну деформацію. Результати досліджень свідчать про особливу роль спеціальних і близьких до спеціальних меж зерен у виникненні пластичних ротацій. Запропоновано кристало-геометричну модель структури жорстких меж зерен, яка враховує не тільки повний, але й частковий збіг атомів у межі. Із використанням моделі розраховано значення ефективної енергії межі для будь-якого кута дезорієнтації та пояснено природу низької енергії спеціальних меж зерен. Установлено закономірності виникнення й розвитку тріщин у двовимірних полікристалічних зразках алюмінію з різним розміром зерна та типом меж зерен і визначено механізми руйнування, та з’ясовано вплив зміцнювального покриття з нітриду титану на послідовність розвитку релаксаційних процесів і механізми руйнування. За результатами досліджень опубліковано 31 статтю і захищено три кандидатські дисертації (Сахарова Н.О., 1999 р.; Шеховцов О.В., 2005 р.; Шурінов Р.В., 2009 р.).
        Виявлено нові ефекти внутрішнього тертя та зміни модуля Юнга евтектичних сплавів, які пов’язано зі структурно-фазовими та кінетичними перетвореннями у сплавах за умов надпластичності. Показано, що рушійною силою цих перетворень є структурно-фазова метастабільність, яка виникає в процесі кристалізації та внаслідок механічного обтиснення евтектичних сплавів. Установлено, що зерномежеве проковзування не завжди є домінуючим механізмом надпластичної деформації. Експериментальні дані свідчать про наявність гідродинамічної моди деформації за умов надпластичності. Процеси масопереносу в евтектичних сплавах на ранніх стадіях надпластичної деформації значною мірою визначає аморфізований прошарок на межах зерен, який формується або при кристалізації, або в процесі попереднього механічного обтиснення зразків. За даною тематикою опубліковано 20 статтей, за більшістю у журналах, що реферуються.

        2. Синтезовано унікальні кальцій-фосфатні наноматеріали, які за своїм складом, морфологією та структурою близькі до мінеральної складової твердої тканини хребетних. Запропоновано нову модель кристалізації гідроксилапатиту (ГА) з аморфного фосфату кальцію під час осадження з розчинів. Вивчено природу та характер структурних змін у нанопорошках ГА при відпалі. Виявлено новий ефект активації спікання нанопресовок ГА, зумовлений впливом домішок. Ґрунтуючись на результатах досліджень фізичних процесів при синтезі та відпалі наноГА, створено керамічні біоматеріали з функціональними характеристиками, що близькі до таких у природньої кістки та зубної емалі. Матеріали, які виявили відмінні біосумісність і біоактивність у дослідах на тваринах, упроваджено клінічно; зроблено більше 200 успішних ортопедичних операцій. Післяопераційні дослідження показали, що створені біоматеріали є високоефективними штучними замінниками кістки та придатні для широкого клінічного застосування. Захищено кандидатську дисертацію (Рохмістров Д.В., 2009 р.) та опубліковано 25 статей, які реферуються системою Scopus.