| Название НИОКТР |
Новые алгоритмы обработки данных в ПЭМ для исследования структурных особенностей перспективных оксидных материалов
|
| Аннотация |
Изучение взаимосвязей «состав – структура – свойство» лежит в основе материаловедения и играет ключевую роль в развитии технологий, включая создание экологичных и эффективных систем преобразования, хранения и передачи энергии. Это направление особенно актуально для снижения зависимости от углеродных ископаемых, что отражено в стратегиях многих стран, включая Россию.
Одним из перспективных направлений являются твердо-оксидные топливные элементы (ТОТЭ) – многокомпонентные электрохимические устройства, эффективность которых зависит от свойств материалов электролита и электродов. Для достижения высокого КПД и долговечности необходимо учитывать множество факторов: химическую инертность компонентов, схожие коэффициенты термического расширения (КТР), а также высокую ионную и электронную проводимость.
Ключевой задачей при разработке ТОТЭ является обоснованный выбор оксидных материалов, обладающих набором необходимых функциональных свойств. Чаще всего основу таких материалов составляют перовскитоподобные соединения, которые могут использоваться в качестве катодов, анодов и электролитов. Помимо стандартных методов анализа, таких как порошковая рентгеновская дифракция (ПРД), важную роль играет просвечивающая электронная микроскопия (ПЭМ), позволяющая изучать структуру оксидов с атомарным разрешением. Таким образом ПЭМ помогает выявлять дефекты, сверхструктурные упорядочения и следовые количества веществ на границах раздела фаз, что критически важно для понимания свойств материалов.
Однако ПЭМ имеет ограничения, связанные с обработкой и интерпретацией данных. В рамках проекта предлагается разработка алгоритма в программной среде Python, который позволит:
1) Быстро считывать и обрабатывать микрофотографии, устраняя шум и сохраняя масштаб и распределение интенсивностей атомов, зарегистрированных на цифровых ВР-ПЭМ изображениях.
2) Автоматически анализировать структуру, измеряя межплоскостные расстояния с использованием данных дифракции или быстрого преобразования Фурье (БПФ), и сравнивать их с литературными данными или результатами РФА.
3) Визуализировать результаты, отображая измеренные значения и дефекты на микрофотографиях.
4) Интегрировать алгоритм в стандартное ПО для анализа изображений, что позволит проводить их оценку в реальном времени и корректировать эксперимент.
Проект также включает исследование перспективных материалов, таких как сложные оксиды и системы «электрод-электролит», что позволит не только улучшить методы анализа ПЭМ, но и провести детальную структурную характеризацию перспективных материалов для использования в качестве электродов ТОТЭ.
|
| Доступ к ОКОГУ исполнителя |
False
|
| Количество связанных РИД |
0
|
| Количество завершенных ИКРБС |
0
|
| Сумма бюджета |
4000.0
|
| Дата начала |
2025-09-15
|
| Дата окончания |
2027-06-30
|
| Номер контракта |
Соглашение № 25-73-00244
|
| Дата контракта |
2025-09-15
|
| Количество отчетов |
2
|
| УДК |
543.62
|
| Количество просмотров |
4
|
| Руководитель работы |
Мычинко Михаил Юрьевич
|
| Руководитель организации |
Кузнецов Михаил Владимирович
|
| Исполнитель |
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ ХИМИИ ТВЕРДОГО ТЕЛА УРАЛЬСКОГО ОТДЕЛЕНИЯ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК
|
| Заказчик |
Российский научный фонд
|
| Федеральная программа |
Отсутствует
|
| Госпрограмма |
—
|
| Основание НИОКТР |
Грант
|
| Последний статус |
2025-12-03 19:44:32 UTC, 2025-12-03 19:44:32 UTC
|
| ОКПД |
Услуги, связанные с научными исследованиями и экспериментальными разработками в области химических наук
|
| Отраслевой сегмент |
—
|
| Минздрав |
—
|
| Межгосударственная целевая программа |
—
|
| Ключевые слова |
Просвечивающая электронная микроскопия; Кристаллография; Сложные оксиды; Сверхструктурные упорядочения; Дефекты структуры; Твердооксидные топливные элементы
|
| Соисполнители |
—
|
| Типы НИОКТР |
Фундаментальное исследование
|
| Приоритетные направления |
—
|
| Критические технологии |
—
|
| Рубрикатор |
31.19.15 - Анализ неорганических веществ
|
| OECD |
—
|
| OESR |
Физическая химия
|
| Приоритеты научно-технического развития |
а) переход к передовым технологиям проектирования и создания высокотехнологичной продукции, основанным на применении интеллектуальных производственных решений, роботизированных и высокопроизводительных вычислительных систем, новых материалов и химических соединений, результатов обработки больших объемов данных, технологий машинного обучения и искусственного интеллекта;
|
| Регистрационные номера |
—
|
