Направления научных исследований

Фундаментальные исследования:

o  
разработка физических
принципов упрочнения и пластификации металлов, сплавов и композитных материалов
технического и медицинского применения путем формирования субмикрокристаллического  и наноструктурного состояний, в том числе
воздействием пластической деформацией в сочетании с традиционными способами
механотермической обработки;

o  
разработка
научных основ создания биокомпозитов «наноструктурный металл –
биоактивное/биоинертное покрытие»;

o  
исследования
закономерности и физических механизмов лазерно-индуцированной поверхностной
модификации металлов и сплавов. Первые работы по импульсной лазерной обработке
титана, его сплавов и других материалов в Центре НСМН   БелГУ 
были опубликованы сотрудниками Центра 
в 2014 году, а в 2017 данные исследования были положены в основу кандидатской
диссертации  аспиранта БелГУ Жидкова
М.В.(научный руководитель — проф.Колобов Ю.Р.)

o     экспериментальное
и теоретическое исследование структуры и свойств наноматериалов методами
компьютерного моделирования, сочетающих в себе расчёты из «первых принципов»,
молекулярную-динамику с использованием оригинальных потенциалов межатомных
взаимодействий и методы конечных элементов.

o     разработка квазимонохроматического рентгеновского источника мягкого и среднего диапазона (50-10000 эВ) основанная на физических эффектах рассеяния рентгеновских лучей периодическими многослойными структурами. 

 Прикладные исследования:

Прикладные исследования в области медицинского материаловедения  с момента образования Центра проводились и продолжаются в настоящее время  в содружестве с медицинским факультетом (декан факультета - проф. Жернакова Н.И. К настоящему времени факультет вырос до медицинского института в структуре НИУ « БелГУ») и  с холдингом НПО «Владмива»,г.Белгород (генеральный директор — проф. НИУ «БелГУ» Чуев В.П). Также проводятся совместные работы с НИИ нейрохирургии им.Н.Н.Бурденко (г.Москва), НМИЦ радиологии,г.Москва ( генеральный директор — главный онколог РФ, академик РАН Каприн А.Д.) и другими медицинскими учреждениями в следующих направлениях:

o  
разработка
технологических процессов и оборудования для получения объемных металлических
наноструктурных материалов для использования в медицине и технике;

o  
освоение в
клинической практике биоинертных и биоактивных имплантатов для использования в
травматологии, ортопедии, стоматологии и кардиохирургии;

o  
разработка
технологических процессов и оборудования для синтеза наногидроксилапатита для
использования в лечебно-профилактических препаратах в стоматологии и нанесения
биоактивных покрытий на хирургические, стоматологические и ортопедические
имплантаты.

o  
разработка
технологических режимов лазерно-индуцированной поверхностной модификации металлов
и сплавов, в том числе медицинского (в качестве имплантов, деталей конструкций
эндопротезов и др.) и технического (упрочнение деталей конструкций
газотурбинных двигателей в энергетическом и авиационном машиностроении)
применений.

В настоящий момент, продолжая сотрудничество с медиками НИУ « БелГУ и
НМИЦ радиологии, подготовлен проект, в рамках программы 2030 ­ «Разработка
алгоритма применения молекулярно-генетических и клеточных технологий  в создании 
нового поколения биоактивных и биоинертных покрытий на титановых сплавах
медицинского назначения с управляемыми электрическими свойствами»

 Инновационная деятельность

o  
разработка
высокопроизводительных экономичных методов формирования субмикрокристаллических
и наноструктурных состояний в металлах и низколегированных сплавах, не
содержащих вредных для организма элементов, с целью улучшения механических
свойств медицинских имплантатов, изготовленных из таких сплавов;

o  
разработка и освоение
в условиях промышленного производства упрочняющей обработки поверхностей
материалов и изделий  с использованием
ударно-волнового воздействия лазерными импульсами нано- и фемтосекундной длительности;

o  
создание  пористых микродуговых биоактивных наноструктурных
покрытий на поверхности имплантатов из титановых, магниевых и других сплавов,
обладающих контролируемым поровым пространством, заданными параметрами рельефа
и биохимической активностью, которые применяются  с целью повышения уровня биосовместимости
имплантатов;

o  
разработка
технологий синтеза наногидроксиапатита в виде водных и спиртовых коллоидов, суспензий
и гелей различной плотности для использования при формировании биоактивных
покрытий и остеопластических материалов.