Напрями наукової роботи:
1. Акомодаційно-релаксаційні процеси у твердих тілах за умов зовнішнього впливу.
2. Фізичні процеси в біоматеріалах.
Досягнення (за останні 10 років):
1. 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. Експериментально досліджено умови виникнення та закономірності розвитку трансляційної та ротаційної мод пластичної деформації у кристалах із різною енергією дефекту упаковки. Встановлено, що ротаційні ефекти можуть грати не тільки акомодаційну роль, але й давати суттєвий внесок у пластичну деформацію. Результати досліджень свідчать про особливу роль спеціальних (у тому числі двійникових) і близьких до спеціальних меж зерен у виникненні пластичних ротацій. Установлено закономірності виникнення та розвитку тріщин у двовимірних полікристалічних зразках алюмінію з різним розміром зерна та типом меж зерен і визначено механізми руйнування. З’ясовано вплив зміцнювального покриття з нітриду титану на послідовність розвитку релаксаційних процесів і механізми руйнування. За результатами досліджень опубліковано 50 статей, одержано 7 патентів на винаходи та захищено чотири кандидатські дисертації (Сахарова Н.О., 1999 р.; Шеховцов О.В., 2005 р.; Шурінов Р.В., 2009 р.; Зєтова Т.Р., 2017 р.).
2. Синтезовано унікальні кальцій-фосфатні наноматеріали, які за складом, морфологією та структурою близькі до мінеральної складової твердої тканини хребетних – іоно-заміщеного нестехіометричного фосфату кальцію на основі гідроксиапатиту (ГА). Запропоновано нову модель кристалізації 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 природної кістки та зубної емалі. Матеріали, які виявили відмінні біосумісність і біоактивність у дослідах на тваринах, упроваджено клінічно; зроблено більше 450 успішних ортопедичних операцій. Післяопераційні дослідження показали, що створені біоматеріали є високоефективними штучними замінниками та заповнювачами дефектів кісток і придатні для широкого клінічного застосування. Захищено кандидатську дисертацію (Рохмістров Д.В., 2009 р.), іншу подано до захисту (Гончаренко А.В., 2020 р.); опубліковано понад 35 статей у рейтингових зарубіжних журналах, які реферуються системою Scopus. Результати робіт доповідалися на європейських і численних міжнародних наукових форумах із проблем біоматеріалів і наноструктур у Німеччині, Іспанії, Польщі, Греції та Україні.
|
