Останніми роками у матеріалознавстві відбувається справжня революція, пов'язана зі створенням і все більшим поширенням наноматеріалів – наноструктурних металевих, керамічних та композиційних матеріалів, що виготовляються з порошків, розмір частинок яких має порядок нанометрів (10-9 м). Завдяки тому, що властивості таких частинок суттєво відрізняються від властивостей макрокристалів, параметри наноматеріалів (міцність, твердість, пластичність, термостійкість та ін.) можуть суттєво переважати властивості матеріалів, отриманих за традиційними технологіями. Крім того, наноматеріали можуть мати унікальні поєднання властивостей (наприклад, мати одночасно високу пористість і міцність).
Тому природною є підвищена увага до розвитку нанотехнологій та розробки нових наноматеріалів у промислово розвинутих країнах. Там від застосування наноматеріалів очікують суттєвого прогресу у машинобудуванні, аерокосмічній галузі, мікроелектроніці, автомобільній промисловості та ін.
Дослідження в галузі наноматеріалів уже не один рік виконуються на інженерно-фізичному факультеті (ІФФ), зокрема в лабораторії дисперсних керамічних матеріалів, де розробляються технології виготовлення оксидних порошків і отримання на їх основі різних композиційних матеріалів.
У цьому році можливості досліджень і розробок у галузі нанотехнологій на факультеті суттєво зросли. Тут створено спільну навчально-наукову лабораторію наноструктурних матеріалів КПІ ім. Ігоря Сікорського та Інституту проблем матеріалознавства ім. І.М.Францевича НАН України (ІПМ). Лабораторія оснащена установкою іскро-плазмового (електророзрядного) спікання типу КСЕ®-FCT HP D 25-SD.
Технологія іскро-плазмового спікання (англійською – Spark Plasma Sintering – SPS) з'явилася 10 років тому. Вона ґрунтується на явищі електричного іскрового розряду між твердими частинками при пропусканні електричного струму з високим значенням сили струму. Іскрова плазма, яка виникає між частинками, має високі локальні температури (до 10000°С), що забезпечує випаровування домішок та оксидних плівок з поверхні частинок і значне підвищення швидкості їх консолідації. Крім того, висока температура викликає пластичну деформацію поверхні частинок, завдяки чому матеріал можна ущільнювати до будь-якого ступеня щільності, навіть до безпористого стану. Ця технологія дозволяє обробляти електропровідні, діелектричні і композитні матеріали.
Установка типу КСЕ®-FCT HP D 25-SD обладнана 25-тонним пресом і вакуумною камерою з можливістю використання інертного газу. Спікання відбувається у прес-формі, тому попередня формовка виробу і використання пластифікатора-зв'язки не потрібні, а деталь має форму, близьку до заданої. Оскільки процес відбувається швидко (не довше 5 хв.), спікання порошків відбувається без істотного зростання зерна.
Створення лабораторії стало наслідком співпраці фахівців ІФФ та ІПМ, які разом виконували міжнародний проєкт NATO ISEG. NUKR.SFP 985120 (NATO SPS Grant) "Infrared Transparent Ceramic Windows for High-Speed Vehicles" / "Інфрачервоні прозорі керамічні вікна для швидкісних транспортних засобів". Саме в рамках цього проєкту його замовники надали нашому університету вищезгадану установку іскро-плазмового спікання вартістю близько 300 тис. євро. Науковим керівником лабораторії є Андрій Рагуля – доктор технічних наук, заступник директора і зав. відділу наноструктурної кераміки і нанокомпозитів ІПМ, професор ІФФ за сумісництвом.
У новоствореній лабораторії будуть працювати не лише науковці, а й студенти ІФФ, які зможуть вивчати одну з новітніх і надзвичайно перспективних технологій сучасного матеріалознавства. Поєднання зусиль фахівців ІФФ та ІПМ сприятиме прискореному розвитку найважливіших наукових досліджень та підготовці висококваліфікованих інженерів та науковців.