Лаборатория теплофизики многофазных систем

Заведующий лабораторий
Ахмеджанов Фархад Рашидович
доктор физико-математических наук
e-mail: akhmedzhanov.f@gmail.com

Научные направление лаборатории:

  • Изучение процесса самоорганизации и критических явлений в комплексных жидких системах: кинетические процессы формирования и стабилизации надмолекулярных кластерных структур, механизмы динамики межфазных границ и широкого спектра явлений переноса в жидкой наноматрице, соотношении оптимальных параметров, управляющих этими процессами при практическом их использовании;
  • Изучение особенностей внутреннего движения, структурных и термодинамических параметров и кооперативных явлений в ионных и суперионных кристаллах с размытыми фазовыми переходами, а также общих закономерностей в решетках с нарушенной периодичностью структуры;
  • Изучение влияния дефектов различной природы, включая радиационные дефекты, на основные закономерности распространения ультра- и гиперзвуковых волн в металлических, полупроводниковых и сегнетоэлектрических кристаллах;
  • Разработка современной технологии получения новых материалов с заранее заданными свойствами на основе нанофлюидных полиэлектролитов и местного минерального сырья: тонкодисперсный вермикулит, каолин;

Основные результаты фундаментальных исследований

  • Впервые определено существенное замедление времени релаксации образования и распада молекулярных ассоциатов вблизи критической точки в жидких системах.
  • Впервые установлено, что релаксационные процессы, связанные с внутримолекулярным вращением молекул в жидких средах, протекают независимо от степени близости к фазовому переходу жидкость-жидкость.
  • Построена микроскопическая модель коллективных взаимодействий между частицами в решетке суперионных кристаллов структурного типа LaF3, на основе которой вычислены энергетические параметры процесса “плавления” анионной подрешетки в суперионных трифторидах LnF3, хорошо согласующиеся с экспериментальными данными по неупругому рассеянию света в этих кристаллах.
  • Впервые разработана обобщенная модель структурного разупорядочения решетки кристаллов LnF3, на микроскопическом уровне описывающая структурные, энергетические и временные параметры внутриячеечного движения ионов фтора и установлен механизм формирования высокопроводящего состояния в ионных кристаллах с размытыми фазовыми переходами.

Основные результаты прикладных исследований

  • Разработана качественная модель структуры в пористых системах с вермикулитом характеризующая временную эволюцию пористости материала при вспучивании.
  • Обнаружено, что отжиг вермикулита слабо влияет на теплопроводность вдоль слоев, тогда как теплопроводность поперек слоев сильно уменьшается и ведет себя с температурой подобно теплопроводности аморфных диэлектриков. Эффект объясняется образованием микрорасщеплений в образцах и аморфизацией поверхности образующихся при этом пластинок.
  • Получены и отобраны образцы сухих составов на основе модифицированного вермикулита различной дисперсности для получения конечного экологически безопасного продукта с низким теплопроводящим свойством и установлены основные компоненты сухой смеси и интервалы их оптимальных концентраций.
  • Разработаны и созданы технические образцы многофазных тампонажных, буровых и вяжущих растворов, и низкотемпературного теплоносителя для гелиосистем. Получены патенты на все разработанные растворы.

Основные результаты инновационных исследований

  • Разработан смазочный состав для форм, при изготовлении бетонных, железобетонных и пенобетонных изделий с использованием местного сырья. Получено Заключение Санитарно-эпидемиологического Центра Министерства Здравоохранения Республики Узбекистан, а также Заключение Государственной экологической экспертизы. Оформлен Сертификат соответствия.
  • Разработана смазочная паста для форм при заливке бетонных, железобетонных и пенобетонных изделий с увеличенным сроком хранения, которая является импортозамещающим продуктом и обеспечивает снижение себестоимости изделий за счет использования местного сырья и уменьшения расхода составляющих компонентов. Оформлен Сертификат соответствия.

В лаборатории выполняются работы по 3 фундаментальным проектам:

  1. Явления переноса и фазовые переходы в наножидкостях.
  2. Внутреннее движение и волновая форма теплопереноса в суперионных трифторидах редких земель LnF3 (Ln-La, Ce, Pr)
  3. Исследования процессов химической релаксации в нанофлюидах с помощью динамического рассеяния света и акустической спектроскопии и прикладному проекту: Оптимизация технологий комплексных добавок для создания высокопрочных бетонов путём активирования раствора затворения.

Основные экспериментальные установки и оборудование

  • Реометр, Rheosress 600, HAAKE, Германия;
  • Анализатор спектра HP Е5100 В, диапазон частот 10 кГц – 300 МГц, Германия;
  • Акустические установки для измерения акустических параметров жидкостей в диапазоне частот от 300 кГц до 1000 МГц.
  • Измерительная система для определения коэффициента теплопроводности жидких сред методом коаксиальных цилиндров.
  • Высокочастотная акустическая установка УЗГ4-3 мощностью 2 - 4 кВт с рабочим диапазоном частот 16- 24 кГц;
  • Измерительная установка для определения коэффициента теплопередачи жидких нагретых сред при вынужденном течении.

Исследовательские работы выполняются сотрудниками лаборатории в тесном сотрудничестве с зарубежными институтами, университетами и научными центрами:

  • Институт Термодинамики при университете Хелмут-Шмидта (Германия). Исследования акустических свойств жидкостей
  • Гёттингенский Университет (Германия). Исследования нанофлюидов.
  • Мэрилендский Университет (США). Исследования фазовых переходов и критических явлений.
  • Институт тепломассообмена и Институт нанофизики и нанотехнологий АН Белоруссии. Исследования теплофизических свойств наноматериалов.
  • Санкт-Петербургский Государственный Университет (Россия). Исследования фазовым переходов в твердых электролитах.
  • Институт Нильса Бора, Копенгаген (Дания). Исследования теплоёмкости жидких сред.
  • Университет Генуи (Италия). Исследования супрамолекулярных структур.
  • Центр Бозе Калькутта (Индия). Исследования критических явлений в многокомпонентных растворах.

Кроме того, осуществляется тесное сотрудничество с научными лабораториями НИИ АН РУз и профильными кафедрами ВУЗов Узбекистана:

  • Институт ядерной физики АН РУз
  • Физико-технический институт АН РУз
  • Институт материаловедения АН РУз
  • Национальный Университет им. Мирзо Улугбека
  • Ташкентский Химико-технологический институт
  • Самаркандский государственный университет
  • Андижанский государственный университет

Основные зарубежные публикации за последние годы

  1. Zh. S. Akhatov, S. Z. Mirzaev, Zhiyong Wu, S. S. Telyaev, E. T. Zhuraev, T. I. Zhuraev, Research on Thermophysical Properties of Nanoliquids Based on SiO2 Nanoparticles for Use as a Heat-Transfer Medium in Solar-Thermal Converters, Applied Solar Energy, 2018, Vol. 54, No. 1, pp. 50–60.
  2. Мирзаев С., Ёкубов, У.А. Отакузиев, Т.А., Модификация портландцемента активными добавками (Монография), Lambert Academic Publishing, Saarbrucken, Германия, 136 бет, 2016.
  3. S. Z. Mirzaev, K. Egamberdiev U. Kaatze, The Effect of Alkali Halides on the Critical Exponents of the 2,6-Dimethylpyridine - Water System, The Journal of Physical Chemistry Part B, V120, P.12379-12389, 2016.
  4. S. Z. Mirzaev, Sh. E. Kurbanbaev,Preparation and study of the influence of fine-grained vermiculites on thermal properties of building materials, European Applied Sciences, №5, P.60-65, 2016.
  5. S. Z. Mirzaev, U. Kaatze, Adiabatic Coupling Constant of Nitrobenzene–n-Alkane Critical Mixtures. Evidence from Ultrasonic Spectra and Thermodynamic Data, Int. J. Thermophys. 37:89 DOI 10.1007/s10765-016-2095-4, 2016. 15 pages.
  6. S. Z. Mirzaev, Sh. E. Kurbanbaev, Ultrasonic method of preparation finedispersed vermiculites and thermal properties of building materials, Journal of Mechanical and Production Engineering ISSN (P): 2278-3512 ISSN (E): 2278-3520, Vol. 6, Issue 1, Jun 2016, P.9-16
  7. S. Z. Mirzaev, Sh. E. Kurbanbaev, Study of thermal properties of new modified tebinbulak minerals, Journal of Engineering and Technology. Vol. 6, Issue 1, P.7-10, 2016.
  8. S. Z. Mirzaev, V.F. Krivorotov, G. Nuzhdov, Quasi-elastic light scattering
  9. and dynamic parameters of the internal motion in superionic trifluoride Lnf3 (Ln - La, Ce), J. Appl. Spectroscopy, V.83, №3, P.372-379, 2016.
  10. S.Z. Mirzaev, Sh. E. Kurbanbaev, Thermal investigations of activated vermiculites, European Applied Sciences, №1, P.57-58, 2016
  11. Akhmedzhanov F.R., Acoustical activity of lithium niobate crystals, J. Acoust. Soc. Am., 2015. Vol 138, No.3, p. 1940.
  12. Akhmedzhanov F.R., Saidvaliev U.A., Acousto-optic investigation of acoustic anisotropy in paratellurite crystals, J. Acoust. Soc. Am., 2015. Vol 138, No.3, p. 1806.
  13. S.Z. Mirzaev, U. Kaatze, Does shear viscosity relaxation control the dynamics of critical fluctuations in polystyrene - cyclohexane?, J.Chem.Phys. V.140, 044508(1-6), 2014.
  14. S.Z. Mirzaev, U. Kaatze, Broadband ultrasonic spectrometry of polystyrene-cyclohexane critical mixtures, Phys. Rev. E 88, 042316(1-11), 2013.
  15. S.Z. Mirzaev, Bhattacharjee J.K. Kaatze U., Does the viscosity exponent derive from ultrasonic attenuation spectra?, Int.J.Thermophys., V. 33, N3, 2012, P.469-483.
  16. S.Z. Mirzaev, U. Kaatze, Scaling function of critical binary mixtures nitrobenzene-n-hexane data revisited., Chemical Physics, V. 393, Iss.1, 2012, P.129–134.
  17. Akhmedzhanov F.R., Measurement of acoustic wave frequency by Bragg light diffraction. (A), J. Acoust. Soc. Amer., Vol: 125, Issue 4, p.2745, 2009
  18. S.Z. Mirzaev, Iwanowski I., Orzechowski K., Kaatze U., Critical dynamics at the col point of the ternary system methanol-n-hexane-cyclohexane., Journal of Molecular Liquids, 145, P. 103-108.2009.
  19. Akhmedzhanov F.R., Acoustic properties of TaCl - TaBr mixed crystals, Journal of the Acoustical Society of America Vol. 123, Issue 5, pp. 3695, 2008
  20. Akhmedzhanov F.R., Bragg light diffraction in nontransparent crystals, Journal of the Acoustical Society of America Vol. 123, Issue 5, pp. 3146 2008.