Научнен план 2017-2019 г.

Научнен план  на ИМК-БАН за  2017-2019 г.

НАПРАВЛЕНИЕ „МИНЕРАЛОГИЯ И МИНЕРАЛНИ И  МИНЕРАЛНИ СУРОВИНИ“

През периода 2017-2019 г. в научното направление „Минералогия и минерални суровини“ ще продължат изследванията в рамките на утвърдените приоритети на ИМК-БАН „Изследване на минерали и минерални системи с цел определяне на техния състав, структура и свойства. Разработване на генетични модели за търсене и проучване на находища на минерални суровини“ и „Изучаване на важни за опазването и екологосъобразното използване на околната среда природни и техногенни минерални системи“. Научният план на направлението добре се вписва в Националната стратегия за развитие на научните изследвания 2020 (в части 1, 2, 3 и 4: енергия, зелени и еко-технологии; здраве и качество на живота; нови материали и технологии; културно-историческо наследство).

Тематично изследователските задачи се обединяват в 3 групи.

1. Състав, структура и свойства на минерали и минерални системи. Задачите от тази група разглеждат: (1) кристалохимия и генезис на акцесорни минерали (циркон, монацит, ксенотим, апатит, титанит) и продукти от тяхната промяна в магматични и метаморфни скали от Югозападна и Северозападна България; (2) кристалохимия и реална структура на уникални и редки минерали; (3) хидротермално-седиментно рудообразуване в Западния Балкан – продукти, процеси, системи и модел; (4) второстепенни елементи и елементи-следи в златно-сребърни руди от Крумовградското златорудно поле; (5) микроструктурни, минераложки и химични трансформации при метаморфизма на скалите от висококристалинния фундамент на Южна България. В резултат от проведените изследвания се очаква да бъдат получени нови данни за минералогията, геологията и полезните изкопаеми на България, важни за изясняване на генезиса скалите и находища, за търсещо-оценъчни работи, за геохимични и металогенни корелации, за оценка на природната радиоактивност на скалите и радиоекологичните рискове.

2. Фазово-минераложка и химична характеристика на въглища, биомаса и твърди продукти от нейното изгаряне, пиролиза и газификация. Задачите по темата разглеждат възобновяеми (биомаса) и невъзобновяеми (въглища) твърди горива на предмет тяхното: (1) фазово-минераложко и химично характеризиране, класифициране и типизиране; (2) комплексно, безотпадно и екологосъобразно оползотворяване; (3) приложение в създаването на нови материали; (4) въздействие върху околната среда. Целта на задачите в дългосрочен план е да се характеризира фазово-минераложкия и химичен състав на: (1) въглища и смеси на въглища с биомаса; (2) полукоксувани и коксувани продукти от пиролиза и газификация на въглища; и (3) отпадни продукти (пепели, сгурии и шлаки) от изгаряне и газификация на въглища. Получените резултати ще има фундаментално и приложно значение (класифициране и типизиране на въглища и продукти от тяхното изгаряне; усъвършенстване на технологичните процеси; комплексно, безотпадно и екологосъобразно оползотворяване на суровините и твърдите отпадни продукти от използването на въглища; създаване на нови материали; и други).

3. Археоминераложки изследвания за целите на придобиване на нови знания и съхраняване на културно-историческото наследство на България. В рамките на този тематичен пакет ще се изследват: (1) фазовия и химичния състави на природните пигменти, използвани в декорацията на тракийски подмогилни гробници и съоръжения (изследванията са част от междуинститутския проект на БАН „Траките – генезис и развитие на етноса, културни идентичности, цивилизационни взаимодействия и наследство от древността”; (2) археоминералогия на древния златодобивен рудник Ада тепе (Източни Родопи) (изследванията ще се извършват съвместно с НАИМ-БАН); (3) археоложки артефакти (брадви и теслички) от регионалния музей в г. Кюстендил (химичен и минерален състав; произход; технология на производство и техника на изработка). В резултат от проведените изследвания ще бъдат получени нови данни за развитието на праисторическата и античната материални култури по българските земи. 

Подробно разписани задачи може да видите тук  (достъп само за служители на ИМК)

НАПРАВЛЕНИЕ “ЕКСПЕРИМЕНТАЛНА МИНЕРАЛОГИЯ И КРИСТАЛОГРАФИЯ”

За периода 1.04. 2017– 1.04.2020г. в рамките на Научноизследователския план на ИМК-БАН учените от направление „Експериментална минералогия и кристалография“ ще продължат да влагат усилията си в две традиционни за звеното научни области: "Синтез и кристализация на минерали и материали" и "Моделиране на природни процеси и системи". Главните обекти на изследване и обосновката за това са обобщени, както следва:

1. Синтез на микропорести и слоисти материали със желана функционалност в областта на сорбция, йонообмен на токсични катиони и аналози на радиоактивни такива (зеолитоподобни материали, титано-, цирконо-, стано-силикати и др.).

2. Йонен обмен и структурна характеристика на обменени природни зеолити – хабазит, морденит, клиноптилолит,за нуждите на медицината и опазването на околната среда.

3. Термохимични и кристалохимични особености на слоести и микропорести материали с акцент върху определянето на топлинно-сорбционни, хидратационни и анион/катион обменни характеристики. Ще бъдат разработени методи за ефективно сушене на хранителни и селскостопански продукти на базата на природни и синтетични сорбенти, с ниско потребление на енергия. В ход е подготовка на дисертация по тема свързана с термохимичните и кристалохимични особености на минерали-хидроксисоли (анионни глини).

4. Получаване на нови нецентросиметрични метало-органични фази от важно значение за различни приложения в областта на преобразуване на честотата, фотониката и оптоелектронни технологии. Ще се използват карбамид, тиокарбамид и техни производни молекули с добре изучени кристалохимични свойства и сравнително голям диполен момент.

5. Изследване структурни и термични свойства на калциево-фосфатни системи (природни и синтетични апатити) с традиционно приложение за получаване на фосфорни торове и подобрители на почвите.

6. Изследване структурни и термични свойства на калциево-силикатни и карбонатни системи (композитни минерали цименти-зеолити-техногенни продукти) за постигане на оптимални химични състави и желани технологични (механични и реологични) показатели за нуждите на строителството.

7. Изследване структурни и термични свойства на желязо-съдържащи сулфидни и сулфатни минерали(пиритни концентратислед флотационна преработка)и техни синтетични аналози за решаването на екологични и технологични проблеми, свързани с извличането на вредни и ценни компоненти от тях (Cu, Au, Ag, Asи др.).

8. Синтез на Cu, U, Fe, Zn, Cd и Cr металоорганични-съединения тип MOF с използването на карбоксилни киселини като лиганди и смесени лигандни системи и пост-синтетичен обмен на металния център на МОF с оглед получаване на флуоресцентни материали; сорбция на азот, CO2 и други газове.

            Продължава надграждането на наличния електронен вариант на библиографската база данни, касаеща изучеността на минералите в България. Ще бъдат добавени нови записи, изведени основно от периодичните геоложки списания в България за 2017 – 2020 г., както и от достъпните минераложки бази данни от Internet. Всичко това ще допринесе за пълнотата на таблицата и повишаване на нейната функционалност, а реален продукт след 3 години би могъл да бъде труд от рода на енциклопедиите.

            Нова задача за направлението е формулирана, както следва: Нови изследвания по минералното разнообразие на България. Идеята е за съвместна работа, съчетавайки възможностите и активите на смесени колективи от български музеи с хранилища на минерални колекции (НМЗХ, НПМ-БАН) и учени от ИМК-БАН с цел изучаване на минералното богатство на страната ни. Възможните изследвания, базирана на по-модерната и по-прецизна апаратура и компетентност на специалистите от областта към настоящия момент са свързани с ревизия на досега съществуващата, както и с добиване на нова информация по темата.

Подробно разписани задачи може да видите тук  (достъп само за служители на ИМК)

 

НАПРАВЛЕНИЕ “СТРУКТУРНА КРИСТАЛОГРАФИЯ И МАТЕРИАЛОЗНАНИЕ”

Направление “Структурна кристалография и материалознание” наброява 11 учени със степени и звания и 2-ма  специалисти. Научната дейност на направлението е насочена към определяне на кристалната структура, фазово-химичния състав и свойствата на синтетични и модифицирани монокристални и поликристални материали, минерали,  порести материали, белтъци, ДНК и т.нПрилагат се и се разработват разкични техники за йонтрол на кристалния растеж и физични методи за изследване и характеризиране на минерали и материали. Извършва се структурна и кристалохимична интерпретация на кристални структури на базата на наличните в ИМК апарати и методи. Попълват се кристалографски, спектроскопски и други бази данни за идентификация на съществуващи и нови фази. Екипът осъществява синтез на нови химични съединения със зададена структура и свойства свързани с фундаментални изследвания и приложения за нуждите на екологията, катализа, медицината, нелинейната оптика, минералогията и кристалографията. Изучава се фазовият състав на минерални системи и процесите на тяхното изменение и модифициране. Попълват се спектроскопски бази данни за минералите. Основните научни задачи по  които се работи в направлението са:

1. Синтез, структурна характеристика и приложение на нови малки органични молекули с мултифункционална насоченост на наблюдаваните взаимодействия: съкристализация, комплекси с метали и макромолекули (ДНК и белтъци).

2. ТЕМ (SAED, HRTEM, STEM-XEDS) на наноразмерни материали и наноминерали.

3. Зеолит-полимерни хибридни материали със зададени свойства.

4. Синтез на микропорести и мезопористи материали от природни и техногенни отпадни изходни суровини.

5. Синтез и характеризиране на материали с биологични приложения.

6. Определяне на химичен състав и геохимични характеристики на твърдофазни обекти с изотопна масспектрометрия.

 

Подробно разписани задачи може да видите тук  (достъп само за служители на ИМК)