Центр колективного користування інфрачервоним Фур'є-спектрометром

Інформація щодо діяльності центру колективного користування науковими приладами

1.  Назва центру - Центр структурних досліджень викопної органіки

2.  Керівник центру - Бурчак Олександр Васильович, роб. тел. (056) 377-34-54

3.  Обладнання:

      ІЧ-Фур’є спектрометр Nicolet iS10, № AKY0800126

     ІЧ- мікроскоп Сontinuumтм, № AHL0801440,

     Виробник – Thermo Scientific, країна США.

     Рік виробництва – 2008.

4.  Рік створення центру – 2009.

5. Основні наукові та науково-технологічні досягнення за час існування Центру:

Проведені методичні розробки щодо підготовки та адаптації вугільних зразків для напівкількісних досліджень за допомогою ІЧ спектрометру з Smart приставкою дифузного відбиття. Розроблено методичні основи приготування сколів та вивчення мікрооб’єктів в структурі вугілля за допомогою ATR насадки з кристалом Ge або Si на ІЧ мікроскопі. Відпрацьовано технологію картографування зразків з метою визначення просторового розподілу та взаємовпливу петрографічних мікрокомпонентів вугілля.

Експериментально доведено тотожність процесів, що відбуваються в викопній органічній речовині під час вуглефікації та під зовнішнім впливом, що моделює природні термобаричні умові в гірському масиві.

Підтверджено можливість накопичення в атомно-молекулярної структурі вугілля у вигляді високоентропіїних конформацій за рахунок вільної енергії якої може бути достатньо для активації радикально-ланцюгових реакцій, що ведуть до виділення флюїдів та структуризації карбонізованого залишку.

Зареєстровано стійкий ефект, що є результатом впливу механічного тиску, який виражається у вигляді: а) зсуву смуг (зміна частоти валентних коливань), б) перерозподілі водню (зміна інтенсивностей смуг поглинання в ІЧ спектрі). Отримано експериментальні докази перерозподілу атомів водню в макромолекулах вугілля в наслідок релаксації речовиною пружної енергії. Це явище достовірно фіксується у всьому ряді метаморфізму і закономірно змінюється із зростанням ступеня вуглефікації. Спостережувані зміни ІЧ-спектра стійкі в часі.

Знайдений ефект – зміна частоти та інтенсивностей валентних коливань протонів, є наслідком структурних трансформацій аліфатичної складової вугільної речовини шляхом діспропорціонування атомів водню (СН2®СН3) викликаних напруженим станом хімічних зв'язків під механічним тиском. Явище міграції водню може бути одним з механізмів генерації метану (СН4) у вугільних пластах під дією тектонічних сил.

Картографування поверхні сколів вугілля на мікрорівні, за допомогою ІЧ-мікроскопа Сontinuum, показали суттєву структурну неоднорідність розподілу органічної складової вугілля за рахунок особливостей її молекулярної будови (аліфатичні та ароматичні сполуки). За допомогою спеціалізованого програмного забезпечення здійснюється розподіл незалежних компонентів вугілля за молекулярними критеріями.

Проведені попередні експерименти в умовах підвищених температур довели диференціальну залежність інтенсивності поглинання різними функціональними групами вугільної речовини з метою оцінки метаногенеративного потенціалу.

На протязі 2014 ріку на підставі аналізу ІЧ спектрів запропоновано алгоритм оцінки метаногенеративного потенціалу твердих горючих копалин. Методика молекулярних досліджень процесів перетворень викопної вуглефікованої органічної речовини, що призводять до вивільнення флюїдів поширена на глинисті сланцеві породи які можуть бути перспективними джерелами нетрадиційних вуглеводнів.

6.  Установи і організації, з якими співпрацює або надає послуги Центр на:

академічному рівні – Інститут фізики гірничих процесів НАН України (Донецьк);

Інститут геології та геохімії горючих копалин НАН України (Львів),

Інститут прикладних проблем механіки і математики НАН України ім. Я.С. Підстригача (Львів),

Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України (Київ)

міжвідомчому рівні – Національна металургійна академія України МОН України,

Український державний хіміко-технологічний університет МОН України, Вінницький національний технічний університет МОН України,

міждержавному рівні – Український науково-технологічний центр (УНТЦ).

7.   Кількість співробітників Центру - 4, з них наукових співробітників - 2.

8.   Кількість облікових днів роботи у період з 1 січня 2014 року по 31 грудня 2014 року, з них використано: для власних потреб – 146, на профілактичні роботи – 21, надано установам НАН України – 27, та стороннім організаціям – 18.

12. Веб-сторінка де розміщена інформація про Центр http://www1.nas.gov.ua/infrastructures/sharedresources/List/vmex/centre_nicolet_iS10/Pages/default.aspx