Кафедра «Физической и коллоидной химии

ФГБОУ ВО «КНИТУ» Институт полимеров Кафедра «Физической и коллоидной химии »

6-5-3 Кафедра «Физической и коллоидной химии » (ФКХ)

Адрес : 420015, Казань, ул. Карла Маркса, 68, Корп. "А"

Тел. внутр. +7(843)231-42-60

Тел. внутр. 42-60 Кабинет (А-320)

Тел. внутр. 42-78

Тел. +7(843)231-43-89

Тел. внутр. 43-89

Тел. +7(843)231-41-77 Кабинет

Тел. внутр. 41-77

Тел. +7(843)231-42-78 Лаборантская

Режим работы:
ПН-ПТ: с 8:00 до 17:00

Теги details, summary, атрибут open

Историческая справка

Кафедра физической и коллоидной химии (ФКХ) КНИТУ свое возникновение связывает с созданием в 1896 г. в Казанском университете лаборатории физической химии. Практические занятия по физической химии в ней проводились под руководством члена-корреспондента Петербургской академии наук проф. Ф.М. Флавицкого. В эту лабораторию в качестве лаборанта в 1906 г. был приглашен Д.Ф. Герасимов. А в 1919 г. он, в уже в качестве профессора, возглавил организованную на базе лаборатории кафедру физической химии. В эти годы на кафедре физической химии Университета проходили обучение и студенты химического факультета Казанского политехнического института.

В 1930 г. в связи с образованием Казанского химико-технологического института в его состав вошли все химические кафедры университета. Кафедра физической химии (ФХ) в первые годы своего существования насчитывала восемь человек и продолжала располагаться в здании университета. С 1930 по 1952 г. заведовал кафедрой заслуженный деятель науки и техники ТАССР проф. А. Ф. Герасимов. На кафедре велись исследования в области коллоидной химии, кинетики сложных реакций и электрохимии металлов и коллоидных систем. В 1935 г. кафедра перешла в новый корпус КХТИ (К.Маркса 68), где располагается и в настоящее время. Были созданы учебные лаборатории, мастерские, выделены комнаты для преподавателей, аспирантов и лаборантов.

В годы Великой Отечественной войны, когда в Казань был эвакуирован Ленинградский технологический институт, в кафедру ФХ КХТИ влились ученые кафедры физхимии ЛТИ во главе с проф. В.Я. Курбатовым. В помещениях кафедры располагались мастерские и проживали эвакуированные из Ленинграда сотрудники. Кафедра помнит и чтит участников Великой Отечественной войны: Богданова К.Х., Васильева Н.А, Клочкова И.А., Кочергина С.М., Новоуспенского Н.А., Шолохова Е.А., Цыпина М.З., Никулина В.Н. С 1945 кафедра вернулась к нормальному функционированию.

В 1953 г. кафедру ФХ возглавил проф. С.М. Кочергин. Научные исследования проводились по следующим направлениям: текстура электроосажденных металлов; электрохимия на монокристаллах; кинетика электродных процессов и строение двойного электрического слоя; физико-химические исследования растворов полиэлектролитов; физико-химические исследования жидкой трехокиси серы. В 1956 г. на кафедре была открыта радиохимическая лаборатория, ультразвуковая лаборатория, лаборатория рентгеноструктурного анализа.

С 1965 по 1977 г. кафедру ФХ возглавлял проф. В.М. Никулин. Научное направление в эти годы – электрохимия органических соединений, электрокатализ. В 60-х годах с развитием химии в стране резко растет контингент студентов КХТИ, а вместе с ним - число преподавателей кафедры. Была организована лаборатория по выращиванию монокристаллических электродов и изучению влияния природы и структуры моно- и поликристаллических электродов на электровосстановление соединений различных классов.

В 1971 г. был основан факультет полимеров, и в 1973 г. на базе группы преподавателей кафедры ФХ, работающих по проблемам физикохимии полимеров, была сформирована кафедра физикохимии полимеров (ФХП). Возглавил ее проф. В.П. Барабанов.

С 1977 по 1990 г. кафедру ФХ возглавлял заслуженный деятель науки и техники ТАССР проф. Г.А. Добреньков. Основное научное направление кафедры - изучение граничных (адсорбционных, структурных, каталитических) эффектов органических соединений в электрохимической кинетике.

В 1991 г. кафедра ФХП объединена с кафедрой ФХ, образовав кафедру Физической и коллоидной химии. Объединенной кафедрой ФКХ с 1991 по 2005 г. заведовал заслуженный деятель науки и техники ТАССР, РФ, почетный химик СССР, проф. В.П. Барабанов. Основное научное направление кафедры а этот период - термодинамика, кинетика и механизм химических реакций в гомогенных и гетерогенных системах.

С 2005 года кафедру ФКХ возглавляет заслуженный деятель науки РТ, почетный работник высшего профессионального образования РФ проф. Галяметдинов Юрий Генадьевич. За эти годы на кафедре защищено 16 диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук и шесть - на соискание ученой степени доктора наук (А.В. Билалов, О.Н Кадкин, А.А. Князев, Н.М. Селиванова, В.Е. Проскурина, С.В. Шилова).

На 2022 г. профессорско-преподавательский состав кафедры на 100 % состоит из преподавателей, имеющих ученую степень. На кафедре работают 12 профессоров (в том числе - представители организаций, относящихся к той сфере научной деятельности, к которой готовятся выпускники кафедры), 12 доцентов, 2 ассистента. Все преподаватели ведут научную, учебно-методическую или практическую работу, соответствующую профилю преподаваемых дисциплин.

Наука

Основное научное направление кафедры – «Создание и исследование надмолекулярно-упорядоченных люминесцентных материалов для электроники и биомедицины» соответствует приоритетным направлениям научно-технологического развития «Стратегии научно-технологического развития Российской Федерации»: а) переход к передовым цифровым, интеллектуальным производственным технологиям, роботизированным системам, новым материалам и способам конструирования, создание систем обработки больших объемов данных, машинного обучения и искусственного интеллекта; в) переход к персонализированной медицине, высокотехнологичному здравоохранению и технологиям здоровьесбережения, в том числе за счет рационального применения лекарственных препаратов (прежде всего антибактериальных).

Результаты приводящихся исследований публикуются в ведущих отечественных и международных Q1, Q2 журналах. Исследования поддержаны грантами РФФИ, РНФ, Потанина, стипендиями РТ, РФ, Президента РФ, «Алгарыш», Carl Zeiss, программы «Умник». Результаты работ отражены в видеоматериалах Татмедиа, телеканалов «Россия-24», «НТВ».

Развиваются совместные научно-образовательные проекты с Эскишехирским техническим университетом (Турция), Самаркандским государственным университетом (Узбекистан), Йенским университетом (Германия), Университетом Страссбурга (CNRS, Франция), Университетом г. Падеборн (Германия).

Проводятся исследования по темам:

Оптические материалы на основе соединений лантаноидов(III) (Галяметдинов Ю.Г., Князев А.В., Крупин АС.)

Научное направление лежит в области создания принципиально новых материалов для использования в молекулярной электронике, оптике, фотонике и сенсорике.

Направления работ: разработка люминесцентных маркеров для документов и изделий; создание эффективных сенсоров температуры, кислорода, УФ-излучения на основе разработанных соединений лантаноидов(III); получение светотрансформирующих материалов для сооружений защищенного грунта (теплиц), лазеров и оптических устройств; исследование новых материалов для органических дисплеев (OLED), ЖК экранов. Научная новизна заключается в создании новых мультифункциональных материалов с широким набором свойств: высокоупорядоченная организация в нано-, микро- и макро-масштабах, возможность управления типом надмолекулярной организации в широких пределах и, как следствие, оптическими свойствами.

В 2008 году впервые в мире были синтезированы лантаноидсодержащие нематические жидкие кристаллы. Направление поддерживается грантами РНФ, РФФИ, Президента РФ, Министерства образования и науки РФ, Фонда содействия инновациям (УМНИК), Министерства образования и науки РТ (Алгарыш), компании Carl Zeiss, Венчурного фонда РТ (50 инновационных идей).

Публикации

1) Knyazev A. A., Krupin A. S., Galyametdinov Y. G. Luminescence behavior of PMMA films doped with Tb (III) and Eu (III) complexes // Journal of Luminescence. – 2022. – V. 242. – P. 118609.

2) Knyazev A. A., Krupin A. S., Galyametdinov Y. G. Anisometric Ln (III) Complexes with Efficient Near-IR Luminescence //Inorganics. – 2022. – V. 10. – №. 1. – P. 9.

3) Knyazev A. A. et al. A facile approach for the creation of heteroionic lanthanidomesogens-containing uniform films with enhanced luminescence efficiency //Dyes and Pigments. – 2021. – V. 187. – P. 109050.

4) Lapaev, D. V., Nikiforov, V. G., Lobkov, V. S., Knyazev, A. A., Ziyatdinova, R. M., Galyametdinov, Y. G. A vitrified film of an anisometric europium (III) β-diketonate complex with a low melting point as a reusable luminescent temperature probe with excellent sensitivity in the range of 270–370 K //Journal of Materials Chemistry C. – 2020. – V. 8. – №. 18. – P. 6273-6280.

5) Knyazev, A. A., Krupin, A. S., Kovshik, A. P., Galyametdinov, Y. G. Magnetic and Electric Field on the Orientation of Rare-Earth-Containing Nematics // Inorganic Chemistry Effect of Magnetic and Electric Field on the Orientation of Rare-Earth-Containing Nematics // Inorganic Chemistry. – 2021. – P. 60. – №. 2. – V. 660-670.

6) Lapaev, D. V., Nikiforov, V. G., Lobkov, V. S., Knyazev, A. A., Krupin, A. S., Galyametdinov, Y. G. New insights into UV laser irradiation effect on luminescent behavior of vitrified films based on mesogenic lanthanide (III) β-diketonate complexes //Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry. – 2019. – V. 382. – P. 111962.

7) Knyazev A., Karyakin M., Galyametdinov Y. Photostable anisometric lanthanide complexes as promising materials for optical applications // Photonics. 2019. – V. 6. – №. 4. – P. 110.

8) Knyazev, A., Krupin, A., Gubaidullin, A., Galyametdinov, Y. Optical and structural characteristics of PMMA films doped with a new anisometric EuIII complex // Acta Crystallographica Section B: Structural Science, Crystal Engineering and Materials. – 2019. – V. 75. – №. 4. – P. 570-577.

Монографии:

Galyametdinov Yu.G., Selivanova N.M., Knyazev A.A., Phase behaviours and luminescence properties of metallomesogens / KNRTU Press. 2020, 292 p.

Galyametdinov Yu.G., Knyazev A.A., Magnetic Properties of Metallomesogens / KNRTU Press. 2019, 372 p.

Патенты

Карякин, М. Е., Князев, А. А., Лапаев, Д. В., Галяметдинов, Ю. Г. Фотолюминесцентный индикатор дозы ультрафиолетового излучения. 2020, RU2731655C1

Лиотропные жидкие кристаллы - перспективные системы для биомедицины (Галяметдинов Ю.Г., Селиванова Н.М., Галеева А.И.)

Фундаментальная часть исследований характеризуется как физическая химия мягкой материи. На основе знания и понимания закономерностей самосборки амфифильных молекул низкомолекулярной, полимерной и супрамолекулярной природы и исследования комплексообразования с ионами металлов разрабатываются подходы к созданию новых материалов с уникальными оптическими и биоактивными характеристиками.

По результатам исследования опубликовано более 80 работ, изданы три монографии.

Направление поддерживается грантами РФФИ (2008-2020 гг.), грантом Правительства Республики Татарстан «Алгарыш» (2017, 2019 гг.), грантом Российского Научного фонда (2018-2020 гг.), грантом Европейского Союза «Эразмус+» (2019-2021 гг.)

Публикации

1. Selivanova N., Y. Galyametdinov. Terbium(III) as a fluorescent probe for molecular detection of ascorbic acid. Chemosensors. 2021. Vol. 9. Is. 6. P 134. DOI 10.3390/chemosensors9060134

2. Selivanova, N., Gubaidullin, A., Galyametdinov, Y. Characterization of hexagonal lyotropic liquid crystal microstructure: Effects of vitamin E molecules (2021) Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 620. p.126570 DOI: 10.1016/j.colsurfa.2021.126570

3. Selivanova, N.M., Gubaidullin, A.T., Galyametdinov, Y.G. Incorporating a Tetrapeptide into Lyotropic Direct Hexagonal Mesophase (2020) Journal of Physical Chemistry B, 124(13), pp. 2715-2722. DOI: 10.1021/acs.jpcb.0c00512

4. Selivanova, N., Gubaidullin, A., Padnya, P., Stoikov, I., Galyametdinov, Y. Phase behaviour, structural properties and intermolecular interactions of systems based on substituted thiacalix[4]arene and nonionic surfactants (2019) Liquid Crystals, 46 (3), pp. 415-421. DOI: 10.1080/02678292.2018.1503351

5. Selivanova, N.M., Gubaidullin, A.T., Haase, W., Galyametdinov, Y.G. Novel lanthanidomesogens based on poly(ethylene glycol) cholesterol ether: Liquid crystal phase behavior and luminescence properties (2019) Journal of Molecular Liquids, 275, pp. 402-408. DOI: 10.1016/j.molliq.2018.11.091

6. Magnetic Properties of Metallomesogens: Part II. Phase Behaviours and Luminescent Properties. Yu. Galyametdinov, N. Selivanova, A. Knyazev. Ministry of Education and Science of Russia, Kazan National Research Technological University. — Kazan: KNRTU Press, 2020. 292 p.

7. Metal-containing liquid crystals. Yu. Galyametdinov, A. Knyazev, N. Selivanova. Ministry of Education and Science of Russia, Kazan National Research Technological University. -Kazan: KNRTU Press, 2018. 268p.

Квантово-химическое моделирование люминесцентных систем на основе ионов лантаноидов(III) и полупроводниковых квантовых точек в организованный средах (Галяметдинов Ю.Г., Романова К.А.)

Разработка фундаментальных подходов к квантово-химическому моделированию молекулярного строения, надмолекулярной организации, физико-химических свойств лантаноидсодержащих жидких кристаллов, полупроводниковых квантовых точек, сопряженных полимеров и функциональных материалов на их основе. Теоретическая оценка эффективности применения разработанных функциональных материалов в оптоэлектронике и биомедицине. Применение квантово-химического моделирования с целью целенаправленного синтеза комплексов лантаноидов(III) и квантовых точек с заданной функциональностью.

Получаемые в работе данные необходимы для развития подходов к управлению физико-химическими свойствами систем на основе ионов Ln(III) и полупроводниковых КТ в организованный средах, эффективностью излучения полифункциональных материалов на их основе с контролируемыми фотофизическими свойствами для оптоэлектронных и фотонных устройств, высокочувствительных аналитических и биомедицинских методов анализа. В ходе работы были выявлены особенности создания оптических материалов на основе изученных систем, определены функциональные характеристики конструируемых на их основе светодиодов, лазеров, солнечных батарей и различных других оптоэлектронных устройств.

По разрабатываемому направлению защищено 3 кандидатских диссертации, выпускные квалификационные работы студентов бакалавриата и магистратуры.

Работа поддержана грантами Российского научного фонда, Российского фонда фундаментальных исследований, Президента РФ для государственной поддержки молодых российских ученых, Правительства РТ «Алгарыш», благотворительной программы «Стипендиальная программа Владимира Потанина» для преподавателей магистратуры.

Публикации

1 Romanova K.A., Datskevich N.P., Taidakov I.V., Vitukhnovskii A.G., Galyametdinov Yu.G. Luminescent characteristics of some mesogenic tris(β-diketonate) europium(III) complexes with Lewis bases // Russian journal of physical chemistry A. 2013. V. 87. № 12. P. 2108-2111.

2 Romanova K.A., Freidzon A.Ya., Bagaturyants A.A., Galyametdinov Yu.G. Ab initio study of energy transfer pathways in dinuclear lanthanide complex of europium(III) and terbium(III) ions // Journal of Physical Chemistry A. 2014. V. 118. № 47. P. 11244–11252.

3 Polushin S.G., Lezova I.E., Polushina G.E., Rogozhin V.B., Ryumtsev E.I., Romanova K.A., Galyametdinov Y.G. Critical effect of the length of counterions in mesogenic lanthanide complexes on the electro-optical properties of their melts // JETP Letters. 2018. V. 107. № 7. P. 431-434.

4 Romanova K.A., Kremleva A.V., Galyametdinov Yu.G. Ab initio molecular dynamics study of the structure and supramolecular organization in mesogenic lanthanum(III) complexes with β-diketones and Lewis bases // International Journal of Quantum Chemistry. 2021. V. 121. № 7. e26569.

5 Romanova К.А., Galyametdinov Yu.G. Energy transfer in luminescence composite materials based on mesogenic europium(III) complexes and some semiconducting polymers according to quantum-chemical simulation // Journal of Physics: Conference Series. 2021. V. 2094. Р. 022028

Синтез и анализ свойств квантовых точек, допированных ионами переходных металлов (Галяметдинов Ю.Г., Шамилов Р.Р., Сагдеев Д.О.)

Новизной подхода научной группы является использование спектроскопии электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) для характеризации допированных наночастиц, установления особенностей расположения парамагнитных ионов в составе кристаллов.

Перспективы:

- Разработка люминесцентных маркеров для жидкостей на основе допированных квантовых точек с различными временами жизни люминесценции для повышенной защиты от фальсификации;

- Изучение эффекта плазмонного резонанса в системах из парамагнитных квантовых точек и наночастиц металлов;

- Создание эффективных фотокатализаторов для водородной энергетики на основе разработанных квантовых точек

Работа поддержана грантами Российского научного фонда, Российского фонда фундаментальных исследований, Правительства РТ «Алгарыш», «Умник».

Публикации

1. Сагдеев Д.О., Шамилов Р.Р., Галяметдинов Ю.Г. Фотокаталитические свойства коллоидных квантовых точек Mn:CdS, стабилизированных меркаптоуксусной кислотой. Журнал Прикладной Спектроскопии, 2021, Т.88, №3, С. 419-425.

2. Сагдеев Д. О., Шамилов Р. Р., Воронкова В. К., Суханов А. А., Галяметдинов Ю. Г. Люминесценция и парамагнитные свойства квантовых точек CdS, легированных ионами лантаноидов. Известия АН. Сер. Хим. 2020, № 9. С. 1749-1754.

3. Galyametdinov, Y.G., Sagdeev, D.O., Sukhanov, A.A., Voronkova, V.K., Shamilov, R.R. Monitoring of the Mechanism of Mn Ions Incorporation into Quantum Dots by Optical and EPR Spectroscopy. Photonics, 2019, 6(4), 107.

Физико-химические свойства композитов на основе матриц различной природы и светоизлучающих компонентов (Галяметдинов Ю.Г., Осипова ВВ)

Группа занимается получением композитов на основе полимеров и жидких кристаллов с полупроводниковыми квантовыми точками различными методами. Допирование квантовых точек в жидкий кристалл понижает пороговое напряжение эффекта Фредерикса, коэффициент упругости ЖК и увеличивается вязкость в результате самоорганизации наночастиц. Исследования поддержаны грантами РФФИ.

Публикации

1 A.D. Kurilov , D.N. Chausov, V.V. Osipova, R.N. Kucherov, V.V. Highly luminescent nanocomposites of nematic liquid crystal and hybrid quantum dots CdSe/CdS with ZnS shell // Journal of Molecular Liquids 339 (2021) 1167472 https://doi.org/10.1016/j.molliq.2021.116747

2 Осипова В.В., Леонтьева М.Г., Галяметдинов Ю.Г Жидкокристаллические свойства систем на основе лиомезофаз и силикатов // Вестник технологического университета. 2021. Т.24, №3С. 8-11

3 Леонтьева М.Г., Осипова В.В., Сагдеев Д.О., Чаусов Д.Н., Галяметдинов Ю.Г. Композиты для оптической жидкокристаллической ячейки // Вестник технологического университета. 2021. Т.24, №3 С. 16-18

Микрофлюидика и лаборатория-на-чипе (Безруков А.Н.)

Микрофлюидика оперирует потоками жидкостей в каналах от сотен нанометров до сотен микрон, применяется для получения новых средств адресной доставки лекарств и вакцин, является основой малотоннажной химии, реализует процессы, недоступные в обычных реакторах, характеризуется малым размером и экономичностью (энергоэффективностью) устройств.

Направление исследований: получение, модификация и исследование свойств высокоорганизованных (smart) систем на основе компонентов «soft matter» в микрофлюидных устройствах.

Перспективы: создание новых высокоорганизованных систем на основе полимеров, жидких кристаллов, ПАВ и квантовых точек для применения в молекулярной инженерии и биомедицине.

Работа поддержана грантами 50 инновационных идей РТ, Правительства РТ «Алгарыш», «Умник», благотворительной программы «Стипендиальная программа Владимира Потанина».

Публикации

1. Bezrukov, A. and Y. Galyametdinov, Characterizing properties of polymers and colloids by their reaction-diﬀusion behavior in microﬂuidic channels. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 2021. 630.

2. Bezrukov, A.N. and Y.G. Galyametdinov, Control of the phase formation process in solutions of anionic polyelectrolyte—cationic surfactant complexes in a microfluidic channel. Russian Chemical Bulletin, 2020. 69(8): p. 1436-1442.

3. Bezrukov, A. and Y. Galyametdinov. Fabrication of smart supramolecular systems based on polyelectrolytes and surfactants in microfluidic environment. in IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020.

Учебно-методические материалы:

Безруков А.Н., Галяметдинов Ю.Г. , Physicochemical aspects of smart materials / Астор и Я. 2020, 104 с. Интеллектуальная собственность:

Безруков А.Н., Галяметдинов Ю.Г. Расчет коэффициентов диффузии наночастиц по анализу реакционной среды в микрофлюидном устройстве. Программы для ЭВМ, 2021, рег. номер 2021669998.

Полиэлектролитные комплексы на основе хитозана и их применение в инкапсулировании биологически активных веществ (Шилова С.В., Третьякова А.Я., Барабанов В.П.)

Работа заключается в получении и изучении свойств полиэлектролитных комплексов на основе хитозана и других природных полисахаридов для иммобилизации различных лекарственных средств.

Получены сферогели альгината кальция с хитозановым покрытием с иммибилизованным антибиотиком цефотаксимом.

Получаемые на основе полиэлектролитных комплексов гелевые системы обладают комплексом полезных свойств, которые могут найти применение в сфере биомедицины.

Публикации

1. С.В. Шилова, А.Я. Третьякова, В.П. Барабанов. Кооперативное связывание додецилсульфата натрия хитозаном в смешанных средах // Высокомолекулярные соединения. Сер. А. 2019. Т. 61. № 1. С. 44-51 S.V. Shilova, A.Y. Tret’yakova, V.P. Barabanov. Association of Chitosan in Aqueous-Alcohol Solutions // Polymer Science. Ser. A. 2019. V. 61. N. 1. P. 39-45].

2. С.В. Шилова, Г.М. Миргалеев, А.Я. Третьякова, В.П. Барабанов. Полиэлектролитные комплексы хитозана с натриевой солью карбоксиметилцеллюлозы в водно-спиртовых средах и микрокапсулы на их основе // Высокомолекулярные соединения. Серия А. 2020. Т. 62. № 6. С. 413-419. [S.V. Shilova, G.M. Mirgaleev, A.Ya. Tret’yakova, V.P. Barabanov. Polyelectrolyte Сomplexes of Сhitosan with Sodium Carboxymethyl Cellulose in Water-Alcohol Media and Microcapsules based on Them. Polymer Science. Ser. A. 2020. V. 62. N. 6. P. 630-635].

3. С.В. Шилова, А.Я. Третьякова, В.П. Барабанов. Формирование комплексов хитозан-ПАВ в водно-спиртовых средах // Известия Академии наук. Серия химическая. 2020. № 7. С. 1316-1320. [S.V. Shilova, A.Ya. Tret’yakova V.P. Barabanov. Formation of Chitosan-Surfactant Complexes in Aqueous-alcohol Media // Russian Chemical Bulletin. International Edition. 2020. N. 7. P. 1316-1320].

4. С.В. Шилова, Г.М. Миргалеев, А.Я. Третьякова, В.П. Барабанов. Сравнение способов инкапсулирования ацетилсалициловой кислоты в полиэлектролитные капсулы на основе хитозана // Журнал прикладной химии. 2021. Т. 94. № 7. С. 882-888. [S.V. Shilova, G.M. Mirgaleev, A.Ya. Tret’yakova, V.P. Barabanov. Comparison of Methods for Encapsulation of Acetyl Salicylic Acid in Polyelectrolyte Capsules Based on Chitosan // Russian Journal of Applied Chemistry. 2021. V. 94. N. 7. Р. 934-939].

Синтез, свойства и получение магнитных флокулянтов для селективного выделения ценных материалов и разделения биокомпонентов (Проскурина В.Е., Кашина Е.)

Работа заключается в получении и изучении свойств магнитных флокулянтов на основе наночастиц магнетита и полимеров природного и синтетического происхождения для селективного разделения биомолекул и очистки биообъектов от дисперсных примесей.

Достоинства магнитных флокулянтов:

- позволяют объединить стадии разделения и сократить общее время,

- могут использоваться в неочищенных образцах, содержащих взвешенные твердые частицы,

- легко и выборочно удаляется из образца,

- не повреждает структуру извлекаемого вещества.

Перспективы: выделение сверхчистых компонентов в биохимии, фармацевтике и медицине.

Публикации

1 V.E. Proskurina, S.V. Shilova, E.S. Kashina, A.P. Rakhmatullina, Yu.G. Galyametdinov. Flocculation of Titanium Dioxide with Functionalized Citrus Pectin // Russian Journal of Applied Chemistry. 2020. V. 93. № 2. P. 225−231.

2 Contact cleaning of insulating oils by modified natural flokulants Falaleeva T.S., Proskurina V.E., Galyametdinov Yu.G. // XXI Mendeleev Congress of general and applied Chemistry, Saint-Petersburg, 9-13 September, Volume 2 a, P. 182.

3 Проскурина В.Е., Галяметдинов Ю.Г., Кашина Е.С. патент на изобретение RU 2694255 C1, 2019. Поли(акриламид)(гидро[тетрагидроксожелеза(III)]диметиламиноэтилметакрилата)

Получение и использование сорбционной матрицы на основе цеолитов для иммобилизации биологически активных веществ (Кулагина Е.М., Громова Е.Ю., Юсупова Р.И.)

В медицине и биотехнологии применяется принцип иммобилизации (закрепления) субстанций – ферментов, гормонов, антибиотиков – на органических и неорганических носителях. Использование этого принципа позволяет создать комплексные препараты, обладающие высокой стабильностью и эффективностью. Иммобилизованные биопрепараты, содержащие биологические вещества или биологические агенты (бактерии, вирусы и др.), адсорбированные различными физико-химическими методами на твердых носителях (матрицах), более эффективны по сравнению с обычными лекарственными формами.

Разработана и внедрена технология иммобилизации консорциума микроорганизмов на цеолитах, получен биопрепарат для утилизации органических отходов сельскохозяйственных предприятий.

Технология стала победителем в номинации «Старт 1» , «Старт 2» Венчурного фонда РТ . Получена медаль «За успехи в научно-техническом творчестве» от Всероссийского выставочного центра, г, Москва.

Публикации

1 Багаутдинов Ф. Ф. Галяметдинов Ю. Г. Громова Е. Ю. Кулагина Е. М. RU 2 724 698 C1 Органоминеральное гранулированное удобрение Российский патент 2020 года

2 Кулагина Е.М., Громова Е.Ю., Юсупова Р.И., Багаутдинов Ф.Ф., Галяметдинов Ю.Г. Исследование адсорбционной способности цеолитов Татарско-Шатрашанского месторождения, применяемых в качестве гетерофункциональных сорбентов для получения органоминерального удобрения// Вестник технологического университета. Том 22. № 7. 2019. С. 56-61.

3 Кулагина Е.М., Краснобаева С.Ю., Юсупова Р.И., Потапова М.В., Торсуев Д.М., Барабанов В.П.Исследование метаногенной способности консорциума микроорганизмов на искусственных минеральных средах с различными источниками углерода// Вестник технологического университета. Том 22. № 3. 2019. С. 17-20.

Изучение закономерностей дезагрегации углеродных наноструктур в адсорбционно-активных жидких средах (Гатауллин А.Р., Богданова С.А.)

Получение устойчивых дисперсий углеродных наноструктур в воде и других жидких средах с требуемым комплексом коллоидно-химических свойств для функционализации различных систем способствует решению современных задач науки и техники – от полимерной химии, материаловедения и микроэлектроники до коллоидной химии, биохимии и медицины.

Разработаны научные основы использования неионогенных ПАВ и их смесей для диспергирования агломератов углеродных наночастиц. Полученные дисперсии нанотрубок, фуллеренов, графена в водных и неводных средах используются в качестве наномодификаторов полимерных композиционных материалов.

Работа является победительницей конкурса «Пятьдесят лучших инновационных идей для РТ» в номинации «Наноимпульс» и была поддержана грантами компании ОПТЭК, Правительства РТ «Алгарыш» и РФФИ.

Публикации

1) Гатауллин А.Р., Богданова С.А., Галяметдинов Ю.Г. Адсорбция оксиэтилированных изононилфенолов на углеродных нанотрубках из водных растворов // Известия высших учебных заведений. Серия: Химия и химическая технология. - 2021. - Т.64. - №3. - С.46-51 (DOI: 10.6060/ivkkt.20216403.6192)

2) Гатауллин А.Р., Богданова С.А., Галяметдинов Ю.Г. Диспергирование фуллерена С60 в организованных средах // Жидкие кристаллы и их практическое использование. - 2019. - №1. - С. 6-13. Gataullin A.R., Bogdanova S.A., Galyametdinov Yu.G. Dispersion of fullerene C60 in organized media // Liq. Cryst. and their Appl. - 2019. - V. 19. - N1. - P. 6-13 (DOI: 10.18083/LCAppl.2019.1.6)

Педагогическая деятельность

Учебная работа

Традиционно, со дня своего образования, кафедра ФКХ обеспечивает глубокую общехимическую теоретическую подготовку студентов. В настоящее время за учебный год через кафедру проходит более 50 учебных потоков бакалавров и специалистов, изучающих такие дисциплины, как «Физическая химия», «Коллоидная химия», «Химия».

С 2001 г. стала выпускающей, началось обучение студентов по новой программе «Технология косметических средств». В 2006 г. выпускникам были выданы первые дипломы. Направление зарекомендовало себя как самостоятельное и самодостаточное, и в 2014 г. из состава кафедры было выделено отдельное структурное подразделение – кафедра Технологии косметических средств.

В 2012 г. на кафедре ФКХ была открыта новаторская магистерская программа «Физико-химические основы инновационных технологий надмолекулярно-организованных систем». С 2019 г. открыта программа «Молекулярная инженерия». Программа готовит высококвалифицированные кадры для перспективной и актуальной области – разработки материалов для органической электроники и биофотоники. В 2021 г. а кафедре была разработана и стартовала первая в КНИТУ англоязычная магистерская программа «Smart Materials». Программа позволит выпускникам проводить исследования в области «умных материалов», способных реагировать на внешние условия и соответствующим образом менять свои свойства. Магистерские программы кафедры ФКХ – весомый вклад кафедры в вузовскую систему подготовки элитных высокопрофессиональных кадров и подготовки кадрового резерва. Научно педагогическая тематика развивается по теме:

Деятельностный подход при моделировании процесса преподавания - особенности в химико-технологическом университете (Ярошевская Х.М., Булидорова Г.В.).

Методическая работа

Все дисциплины полностью обеспечены разработанными на кафедре методическими материалами.

За последние 10 лет опубликовано 57 учебных, учебно-методических пособий и практикумов, в том числе ряд - с грифами УМО, учебник по физической химии в двух томах с грифом уполномоченной организации, большое количество методических указаний. Часть этих изданий разработана для студентов, обучающихся на английском языке.

Публикации

Г. В. Булидорова, Ю. Г. Галяметдинов, Х. М. Ярошевская, В. П. Барабанов Физическая химия. В 2-х книгах. Учебник для студентов ВУЗов. Книга 1. Основы химической термодинамики. Фазовые равновесия. 2016 М.:Книжный дом Университет, Университетская книга

Г. В. Булидорова, Ю. Г. Галяметдинов, Х. М. Ярошевская, В. П. Барабанов Физическая химия. В 2-х книгах. Учебник для студентов ВУЗов. Книга 2. Электрохимия и химическая кинетика. М.: Книжный дом Университет, Университетская книга

Romanova, К. А. Computer Simulation of Nanocomposite Materials: Educational Aid Учебное пособие / К. А. Romanova, Yu. G. Galyametdinov; Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation. – Kazan : Astoria Press, 2021. – 88 p.

Проскурина В.Е. Шилова С.В. Третьякова А.Я. Коноплева А.А. Торсуев Д.М. Галяметдинов Ю.Г. Коллоидная химия Практикум // Казань: изд-во КНИТУ, 2021. – 6.125 п.л..

Билалов, А.В. Теоретические и экспериментальные методы исследования в химии. В 3-х ч. Ч. 2: Практикум / А.В. Билалов, Ю.Г. Галяметдинов, В.В. Осипова, К.А. Романова, Р.Р. Шамилов // Казань: изд-во КНИТУ, 2021. - 96 с.

Булидорова Г.В., Романова К.А., Галяметдинов Ю.Г Первый и Второй законы термодинамики Учебно-методическое пособие, КНИТУ, 2017 84 с

Булидорова Г.В., Осипова В.В., Барабанов В.П., Галяметдинов Ю.Г. Электродные процессы. Электродвижущие силы Учебное пособие, КНИТУ, 2017 104 с

Создана система курсов в виртуальной обучающей среде MOODLE, включающая весь лекционный материал (видео-лекции), запись лабораторных работ, базу тестов. Все методические разработки кафедры размещены в университетской электронной образовательной среде, куда (под персональным логином и паролем) имеет доступ каждый студент и сотрудник.

Кафедра ФКХ активно принимает участие в разработке массовых открытых онлайн-курсов (МООК), расширяющие границы образования для каждого. Это новый элемент системы российского образования. В рамках проекта по созданию и реализации междисциплинарной сетевой программы магистратуры по направлению «Материаловедение и технологии смарт-материалов» в сотрудничестве с НИТУ «МИСиС», на кафедре разработаны онлайн-курсы

- «Smart Materials: Microscale and Macroskale Approaches». Курс размещен на платформе Coursera.

- «Физико-химические основы создания новых материалов и технологий». Курс размещен на Национальной платформе открытого образования, интегрированной с государственной информационной системой «Современная цифровая образовательная среда».

Также на кафедре разработан и размещен в среде Moodle материал массовых открытых онлайн-курсов:

- «Химическая термодинамика (физическая химия)» - уровень бакалавриата,

- «Умные материалы: физикохимические подходы к дизайну, прогнозированию свойств и получению» - уровень магистратуры,

- «Lab on Chip for Soft Matter and Smart Materials» - уровень магистратуры,

- «Computer Simulation of Nanocomposite Materials» - уровень магистратуры.

Благодаря этим проектам кафедра вышла на новый уровень подготовки образовательных программ для дистанционного обучения.