При Университете в 2006 году создан Инновационный научный центр «Новые химические технологии», который призван решать задачи по приоритетным, высокотехнологичным направлениям развития химического комплекса РФ в рамках Федеральных целевых программ в области, прежде всего полимерной и медицинской химии

В рамках ИНЦ ТГПУ им. Л.Н. Толстого успешно функционируют малые научно-внедренческие предприятия: ООО «Фенил», ООО «НИПИМ», ООО «Экомед-Сервис». В соответствии с Федеральным законом 217-фз в 2010 г. в Университете создано собственное малое предприятие ООО «ХимТек». 

У Центра имеется ряд перспективных инновационных разработок, готовых к внедрению в промышленность, которые уже получили высокую экспертную оценку и признание в России и за ее пределами. Например: 

 -  Грантовая поддержка Губернатора Тульской области: из 3 из 5 грантов 2010 г., полученных ТГПУ (по 80 тыс. руб.), - за проекты Центра: 

«Разработка непрерывной технологии производства d-, l- и d,l-лактида для получения биоразлагаемых полимерных материалов» (рук. проф. Ю.М. Атрощенко); 

«Разработка высокоэффективных огнезащитных композиций для металлоконструкций» (рук. доц. И.Е. Якунина); 

«Разработка и оптимизация метода получения  мезо-2,3-димеркаптоянтарной кислоты (сукцимера) – эффективного антидота при интоксикации тяжелыми металлами и радионуклидами» (рук. асп. А.С. Шумилин). 

2 первые премии (по 540 тыс. руб. каждая) в конкурсе Участник молодежного научно-инновационного конкурса 2010 г. (У.М.Н.И.К.) за проекты: 

«Разработка непрерывной технологии производства d-, l- и d,l-лактида для получения биоразлагаемых полимерных материалов» (асп. Ю.Н. Власова, рук. проф. Атрощенко Ю.М.); 

«Разработка и оптимизация метода получения  мезо-2,3-димеркаптоянтарной кислоты (сукцимера) – эффективного антидота при интоксикации тяжелыми металлами и радионуклидами» (асп. А.С. Шумилин, рук. проф. Шахкельдян ). 

Серебряная медаль и диплом лауреата 63-й Международной выставки «Идеи, изобретения, инновации» (IENA – 2010) (г. Нюрнберг, Германия) за изобретение «Многослойные пленки медицинского назначения» (проф. Ю.М. Атрощенко). 

Наряду с научно-техническими разработками в Центре активно готовят высококвалифицированные научные кадры для инновационной России. За последние 3 года успешно защищены 4 кандидатские диссертации, в стадии разработки 1 докторская диссертация. 

В 2010 г. был выпущен лабораторный практикум по общей химической технологии с грифом УМО при участии В.А. Аверьянова и С.А. Баташева (М., Изд. БИНОМ – Лабораторные знания). 

Научный Центр «Наукоемкие химические технологии», как модель инновационного развития высшей школы (презентация 27 Мб) 

Основные научные направления центра 

Многослойные пленочные покрытия "БИОДЕСПОЛ" для заживления ран и ожогов 

Покрытия «БИОДЕСПОЛ» представляет собой трехслойный композиционный пленочный материал, состоящий из внутреннего биодеструктируемого слоя сополимера лактида и гликолида толщиной 30-100 мкм, который полностью рассасывается по мере восстановления кожной ткани с образованием не токсичных гликоглиевой и молочной кислот и наружных слоев из поливинилового спирта толщиной 5-30 мкм. 
Совместный проект с ООО «Медхимия» г. Тула. 
Технические характеристики: 
- Длительность полной биодеструкции на поверхности ран и ожогов – 7-40 дней; 
- Паропроницаемость, не менее – 1.0 мг/см2 •час; 
- Поглотительная способность, не менее - 4.0 г/г; 
- Стерилизация – радиационное гамма-облучение 
  Назначение 
Для лечения малоэкссудирующих гранулирующих ран различной этиологии (посттравматических, послеоперационных, трофических язв, поверхностных ожогов), для лечения очищенных от микрофлоры ран различной этиологии в стадии эпителизации, а также закрытие донорских участков и поверхностных травматических повреждений кожи. 

Непрерывная технология производства d-,l- и d,l-лактида для получения биоразлагаемых полимерных материалов 

Разработан технологический процесс получения стереооднородных d-, l- и d,l-лактидов (не менее 99%) непрерывным каталитическим способом из молочной кислоты, предназначенных для создания биодеградируемых пластиков (полиэфиров и сополиэфиров) типа PLA. 
Совместный проект с ООО «НИПИМ» г. Тула, ОАО «Лакор-Пластик» Московская область. 
Свойства 
PLA в компосте биоразлагается в течение от одного месяца до двух лет на диоксид углерода и вод, усваивается микроорганизмами. Важным достоинством PLA является и то, что он представляет собой прозрачный, бесцветный термопластичный полимер, который может быть переработан любыми способами. При соответствующей пластификации полилактид становится эластичным и имитирует полиэтилен, полипропилен и поливинилхлорид.


 
Применение  
Из листов можно термоформировать подносы, посуду, получать пленку, волокна, упаковку для пищевых продуктов, имплантанты для медицины и т.д.  


 

                   


Макромономеры на основе лигнина  
 
Представляют собой продукт расщепления и последующей модификации лигнина – многотоннажного отхода переработки древесины. 
Совместный проект с ООО «Медхимия» г. Тула, SHOWA DENKO KK (Япония) 
Свойства: 
- Молекулярная масса 5.000-8.000.  
- Размер молекулы макромономера – 11-14 нм. 
- Функциональность – возможна в вариантах с группами –OH или –COOH, 2-6 функциональных групп на молекулу макромономера. 

Применение: 
- Для производства дешевых полиэфиров упаковочного назначения, с высокой скоростью биоразложения. 

  - Для производства дешевых лигнино-(форм) альдегидных смол, пластиков и пенопластов. 
- Для производства химически связанных полиэфир-минеральных композитов, включающих наполнители из оксидов металлов в матрице лигнино-эпоксидной, лигнино-акрилатной, лигнино-альдегидной смолы.   
Экологический аспект: 
 Утилизация многотоннажных лигниновых отходов. 

Разработка высокоэффективных интумесцентных огнезащитных композиций для металлоконструкций 
 
 
Получены новые рецептуры водно-дисперсионных огнезащитных вспучивающихся красок, включающие в себя углеродные наноструктурные компоненты. 
Совместный проект с ГК «Гефест» г. С.-Петербург 
Свойства 
Разработанная краска соответствует всем малярным и эстетическим требованиям для обычных защитно-декоративных красок, образует водостойкое, с высокой механической прочностью покрытие, которое при контакте с пламенем плавится и вспучивается с образованием устойчивого вспененного теплоизолирующего слоя пенококса. 

Новые материалы на основе полидифениленфталида (ПДФ) 
 
 
  Разработана технология получения в промышленном масштабе полидифениленфталида (ПДФ) (совместно с ООО «Фенил» г. Тула и НИФХИ им. Л.Я. Карпова и ИНЭОС РАН г. Москва). 
Свойства 
- полимер способен в виде тонких пленок переходить из диэлектрического в высокопроводящее состояние, соизмеримое с электропроводностью металлов. Этот переход индуцируется относительно слабыми внешними физическими воздействиями, например, одноосным механическим давлением, электрическим полем, температурой или бомбардировкой электронным пучком; 
- пленки полимера в высокопроводящем состоянии обладают высокой анизотропией удельной проводимости и имеют доменную структуру: диэлектрическая матрица окружает наноразмерные проводящие домены диаметром от 25 до 1000 нм; 
- параметры, характеризующие начальное диэлектрическое состояние ПДФ: запрещенная зона 4,3 еV, электронная работа выхода 4,2 еV, и первый потенциал ионизации 6,2 еV; 
- полимер обладает хорошими пленкообразующими свойствами как на металлических, так и на полупроводниковых подложках (при определенных технологических условиях ПДФ формирует непрерывные и однородные пленки толщиной 0,05 – 10 мкм); 
- из полимера методом электростатического формования (electrospining) могут быть получены микроволокона с диаметром 1 мкм и менее. 

Назначение 
- проводящие пленочные покрытия используются в сенсорных и электрохимических датчиках, полимерных батарейках, электролюминисцентных диодах и органических транзисторах и др. 
- из миро- и нановолокнистых нетканых материалов изготавливают коллективные и индивидуальные средства защиты органов дыхания, аналитические фильтры и ленты, стерилизуемые бактериальные фильтры для очистки воздуха от микроорганизмов, высокоэффективные респираторы, а также фильтры для очистки воды и других жидкостей, стойкие к воздействию агрессивных сред (кислоты, щелочи, окислители, орг. растворители), высокой температуры (до 400 0С) и ионизирующего излучения. 

Углеродные плоские наноструктуры 
 
 
Совместный проект с ООО «Медхимия» г. Тула 
Свойства: 
- Размер единичных кристаллитов: толщина 4-7 нм; длина/ширина чешуек 100-10.000 нм. (порошковый рентгенофазовый анализ). 
- Удельная поверхность более 300 м 2/г. (Метод БЭТ). 
Получение: диспергированием (“up-to-bottom”) графита оригинальным методом, включающим последовательно механохимическую обработку и УЗ-диспергирование в полярных средах. 
Ориентировочная стоимость: менее 1200 руб/кг, т.е. на порядок дешевле углеродных нанотрубок (ближайших аналогов). 

Применение: 
- немодифицированной чисто углеродной форме, для применения как эмиттеры дисплеев, электроды электрохимических устройств (литиевые источники тока, топливные элементы) и т.п. 
- модифицированные варианты с гидроксильным /карбоксильным/лактонным функциональным покровом, для наполнения полимер-углеродных композитов, модификации цементов (дозировка в количестве менее 1 %).  

 

Новые субстанции на основе гетероциклических соединений для разработки лекарственных препаратов 

Цель - разработка высокопроизводительных методов направленного синтеза биологически активных веществ гетероциклического ряда для инновационного развития фармацевтической химии и обеспечения эффективного поиска в области создания лекарственных препаратов нового поколения (совместно с ООО «ХимРар», г. Химки МО).  



 

Метод получения сукцимера – эффективного антидота при интоксикации тяжелыми металлами и радионуклидами  

Разработан метод получения сукцимера – мезо-2,3-димеркаптоянтарной кислоты. Совместный проект с ООО «Экомед-Сервис» г. Тула  

Применение сукцимера в качестве: 
- эффективного антидота при интоксикации органическими (спирты, гликоли) и неорганическими соединениями свинца, ртути, мышьяка и др. 
- радиофармпрепарата, содержащего технеций-99, для радиоизотопной диагностики,; 
- ингредиента в косметологических и дерматологических кремах и средствах благодаря хелатирующим и антиоксидантным свойствам; 
- агента для хелатной терапии (снятие аутических синдромов у детей в раннем возрасте) благодаря низкой токсичности, отсутствие неприятного запаха. 
- компонента биологически активных добавок к пище для людей проживающих в техногенных зонах, что особенно актуально для жителей Тульской области с высокой плотностью химических и металлургических предприятий. 


Разработка и внедрение новой технологии получения фармакопейно чистой янтарной кислоты и ее производных – компонентов БАД и фармпрепаратов 

Получение близких к натуральным по конформационному составу биологически активных соединений на основе янтарной, фумаровой, аспарагиновой и др. кислот (совместно с ООО «Экомед-Сервис» г. Тула, ИТЭБ Пущинского научного центра РАН). 
Свойства 
Данные кислоты являются регуляторами функций человека, его естественными метаболитами, непосредственно участвующими в энергообмене на клеточном уровне. 
Применение 
Широко используются в качестве пищевых добавок и компонентов фармацевтических средств и БАД. 
Апробацию, внедрение и рекламу препаратов в США проводит биотехнологическая компания “LiveCore” (г. Лос-Анжелес).  
 

 Разработка новых мономеров для арамидных материалов третьего поколения на их основе 
Проект направлен на получение новых мономеров для высокопрочных синтетических арамидных нитей, используемых в производстве разделительного оборудования (центрифуг) в атомной промышленности, средств бронезащиты, изделий авиационной и ракетной техники, армирования оптических и энергетических кабелей. 
Совместный проект с ООО «Фенил» г. Тула. 


Разработка нового способа получения пиромеллитового диангидрида – мономера для полиимидных материалов 
Полимеры, полученные на основе пиромеллитового диангидрида, обладают высокой прочностью, эластичностью, коррозионной и термостойкостью, радиационной устойчивостью, используются в технике специального назначения, имеют важное стратегическое значение в ведущих областях промышленности. 
Совместный проект с ООО «НИПИМ» г. Тула 


Разработка технологии получения ионных жидкостей 
Ионные жидкости (ИЖ) – представляют собой низкотемпературные расплавы солей, например 1-метил-3-бутилимидазолий тетрафторборат – новый тип химических соединений. 
Совместный проект с ООО «Фенил» г. Тула 
Основные области применения ИЖ: 
- растворители в органическом синтезе, для экстракции и концентрирования веществ, для переработки твердых отходов, в том числе отработанного ядерного топлива, для получения наночастиц оксидов металлов и халькогенидов;
- катализаторы (каталитические среды) в химических процессах; 
- электролиты в химических источниках тока, конденсаторах 
- используются для оптоэлектронных устройств, сенсоров, светочувствительных материалов, элементов солнечных батарей. 


Новый полиимидный лак для изготовления металлодиэлектрических подложек 

Полиимидный лак предназначен для металлодиэлектрических подложек, широко используемых в микроэлектронных устройствах. 
Совместный проект с ООО «Фенил» г. Тула 
Технические характеристики: 
- термическая устойчивость на воздухе до 430 0С (в инертной атмосфере – до 500 0С); 
- предел прочности на разрыв пленок толщиной 20 мкм 120 - 140 МПа; 
- удельное объемное сопротивление 1015 – 1016 Ом•см; 
- диэлектрическая проницаемость при частоте 1 кГц 3,2 - 3,3; 
- тангенс угла диэлектрических потерь (15 - 18) •10-4; 
- пробивное напряжение – не менее 2000 В; 
- адгезия к подложке – не менее 2600 Н•см-2.
 
 
Система Orphus