Институт высокомолекулярных соединений РАН

Институт высокомолекулярных соединений РАН (ИВС РАН) — научно-исследовательское учреждение в составе Российской академии наук, расположенное в Санкт-Петербурге. Институт является одним из ведущих в России центров фундаментальных и прикладных исследований в области химии, физики и технологии высокомолекулярных соединений (полимеров). Основные направления деятельности включают синтез новых полимеров, изучение их структуры и свойств, разработку полимерных материалов с заданными характеристиками, а также создание научных основ технологий их переработки.

История

Основание и довоенный период

Институт был основан в 1948 году в Ленинграде на базе Отдела высокомолекулярных соединений Института химии силикатов АН СССР и Лаборатории высокомолекулярных соединений Физико-химического института имени Л. Я. Карпова. Первым директором стал академик Василий Алексеевич Каргин (1907—1969), один из основоположников советской школы физикохимии полимеров. Под его руководством институт начал систематические исследования механизмов полимеризации, структуры полимеров и их растворов. В 1950-е годы здесь были заложены основы теории фазовых переходов в полимерных системах и разработаны методы синтеза стереорегулярных полимеров.

Развитие в 1960—1980-е годы

В 1960-е годы, после перехода руководства к академику Николаю Альбертовичу Платэ (1934—2008), институт расширил тематику, включив в неё химию высокомолекулярных соединений, модификацию полимеров, полимерные композиты. В 1970-е годы были созданы лаборатории полимерных материалов медицинского назначения, полимерных мембран и сорбентов. В 1980-е годы институт участвовал в разработке полимерных материалов для космической и авиационной техники, а также для микроэлектроники. В этот период были получены фундаментальные результаты в области полимерных жидких кристаллов, полимерных нанокомпозитов и полимерных гелей.

Постсоветский период и современность

В 1990-е годы институт пережил период реорганизации, связанный с сокращением государственного финансирования. Однако научная деятельность продолжалась: были сохранены ключевые научные школы, начаты работы по полимерам для биомедицины и «умным» материалам. В 2000-е годы институт вошёл в состав Санкт-Петербургского научного центра РАН. В 2010-е годы были открыты новые лаборатории: полимерных материалов для 3D-печати, полимерных электролитов для литий-ионных аккумуляторов, биоразлагаемых полимеров. В 2020-е годы институт активно участвует в проектах по созданию полимерных материалов для импортозамещения в фармацевтике, электронике и машиностроении.

Структура и руководство

Организационная структура

Институт состоит из научных отделов и лабораторий, объединённых по тематическим направлениям. В структуру входят:

• Отдел синтеза полимеров (лаборатории полимеризационных процессов, поликонденсации, модификации полимеров).
• Отдел физикохимии полимеров (лаборатории структурных исследований, реологии, спектроскопии).
• Отдел полимерных материалов (лаборатории композитов, мембран, биополимеров).
• Отдел прикладных разработок (лаборатории технологий переработки, испытаний материалов).

Руководство

Директором института с 2023 года является член-корреспондент РАН Александр Юрьевич Билибин (род. 1955), специалист в области химии высокомолекулярных соединений, автор более 300 научных работ. Научным руководителем института является академик РАН Сергей Владимирович Люлин (род. 1960), известный работами по полимерным нанокомпозитам и полимерным гелям.

Основные направления научной деятельности

Фундаментальные исследования

• Синтез полимеров: разработка новых каталитических систем для полимеризации (в том числе металлоценовых катализаторов), синтез полимеров с контролируемой молекулярной массой и архитектурой (блок-сополимеры, звездообразные полимеры, полимерные щётки).
• Физикохимия полимеров: изучение фазовых равновесий, термодинамики растворов и расплавов полимеров, механизмов стеклования и кристаллизации, диффузии в полимерных системах.
• Структура и свойства: использование методов рентгеновской и нейтронной дифракции, атомно-силовой микроскопии, ЯМР-спектроскопии для исследования надмолекулярной структуры полимеров.

Прикладные разработки

• Полимерные материалы для медицины: биосовместимые полимеры для имплантатов, систем доставки лекарств, раневых покрытий. Разработаны полимерные матрицы для тканевой инженерии.
• Полимерные мембраны: мембраны для разделения газов, очистки воды, фильтрации. Созданы мембраны на основе полиимидов, полисульфонов, поливинилиденфторида.
• Полимерные композиты: армированные углеродными волокнами, стеклопластики, нанокомпозиты с углеродными нанотрубками и графеном. Применяются в авиастроении, судостроении, автомобилестроении.
• Полимеры для электроники: электропроводящие полимеры, полимерные полупроводники, диэлектрики для конденсаторов и изоляции.
• Биоразлагаемые полимеры: полимеры на основе молочной кислоты, полигидроксиалканоатов, поликапролактона для упаковки и сельского хозяйства.

Ключевые научные достижения

Фундаментальные результаты

• Разработка теории фазовых переходов в полимерных системах (теория Флори — Хаггинса, модифицированная для реальных полимеров).
• Создание методов синтеза стереорегулярных полимеров (полипропилен, полистирол) с использованием металлоценовых катализаторов.
• Открытие явления полимерных жидких кристаллов (мезофаз) и разработка их классификации.
• Установление закономерностей формирования полимерных гелей и сеток.
• Разработка методов получения полимерных нанокомпозитов с контролируемой морфологией.

Прикладные разработки

• Создание полимерных материалов для сердечно-сосудистых имплантатов (сосудистые протезы, стенты), прошедших клинические испытания.
• Разработка мембран для очистки воды, внедрённых на предприятиях водоснабжения.
• Создание полимерных композитов для корпусов беспилотных летательных аппаратов.
• Разработка полимерных электролитов для литий-ионных аккумуляторов с повышенной ёмкостью.
• Создание биоразлагаемых полимерных упаковок для пищевых продуктов.

Образовательная деятельность

Институт является базой для подготовки кадров высшей квалификации. На его базе действуют:

• Кафедра высокомолекулярных соединений Санкт-Петербургского государственного университета (СПбГУ).
• Базовая кафедра полимерных материалов Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (СПбПУ).
• Аспирантура по специальностям «Химия высокомолекулярных соединений» и «Физика полимеров».

Ежегодно институт принимает на стажировку студентов и аспирантов из вузов России и стран СНГ. Сотрудники института читают лекции, ведут семинары и руководят курсовыми и дипломными работами.

Материально-техническая база

Институт располагает современным научным оборудованием, включая:

• ЯМР-спектрометры (500 и 600 МГц).
• Рентгеновские дифрактометры.
• Сканирующие и просвечивающие электронные микроскопы.
• Атомно-силовые микроскопы.
• Термоанализаторы (ДСК, ТГА).
• Реометры.
• Оборудование для синтеза полимеров (реакторы высокого давления, полимеризационные установки).
• Установки для переработки полимеров (экструдеры, литьевые машины, 3D-принтеры).

Международное сотрудничество

Институт поддерживает научные связи с университетами и исследовательскими центрами Германии, Франции, Китая, Индии, Японии, США и других стран. Совместные проекты реализуются в рамках программ РАН, Российского научного фонда (РНФ), Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ), а также международных программ (в том числе с Европейским союзом до 2022 года). Регулярно проводятся международные конференции и симпозиумы по полимерной тематике.

Интересные факты

• В 1970-е годы в институте была разработана технология получения полимерных плёнок для записи голограмм, которая использовалась в оптических запоминающих устройствах.
• В 1990-е годы институт участвовал в создании полимерных материалов для космического аппарата «Марс-96» (проект не был реализован).
• В 2010-е годы сотрудники института разработали полимерные покрытия для защиты исторических зданий Санкт-Петербурга от коррозии.
• В 2020 году институт получил патент на способ получения биоразлагаемого полимера из отходов целлюлозно-бумажной промышленности.

Источники

• Устав Федерального государственного бюджетного учреждения науки «Институт высокомолекулярных соединений РАН» (утверждён в 2022 году).
• Отчёты о научной деятельности ИВС РАН за 2018—2023 годы.
• Сборники трудов конференций «Полимеры в науке и технике» (Санкт-Петербург, 2019—2024).
• Статьи в журналах «Высокомолекулярные соединения», «Журнал прикладной химии», «Полимерные материалы».
• Материалы сайта ИВС РАН (ivs-ras.ru).
• Данные из Единого государственного реестра юридических лиц (ЕГРЮЛ) на 2024 год.