ЕЛЕКТРОХІМІЯ ФУНКЦІОНАЛЬНИХ МАТЕРІАЛІВ І СИСТЕМ (ЕФМС)
The work is presented by the V. I. Vernadskii Institute of General and Inorganic Chemistry of the National Academy of Sciences of Ukraine for the State Prize of Ukraine in the field of science and technology. A new paradigm of the processes of electrochemical synthesis of functional materials has...
Збережено в:
| Дата: | 2021 |
|---|---|
| Автори: | , , , , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Англійська |
| Опубліковано: |
V.I.Vernadsky Institute of General and Inorganic Chemistry
2021
|
| Онлайн доступ: | https://ucj.org.ua/index.php/journal/article/view/289 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Ukrainian Chemistry Journal |
| Завантажити файл: |  |
Репозитарії
Ukrainian Chemistry Journal| _version_ | 1871465691385692160 |
|---|---|
| author | Kolbasov , Gennadii Kublanovsky, Valeriy Bersirova, Oksana Sakhnenko , Mykola Ved, Maryna Kuntyi , Orest Reshetnyak , Oleksandr Posudievsky, Oleg |
| author_facet | Kolbasov , Gennadii Kublanovsky, Valeriy Bersirova, Oksana Sakhnenko , Mykola Ved, Maryna Kuntyi , Orest Reshetnyak , Oleksandr Posudievsky, Oleg |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "Gennadii Kolbasov ",
"institution": "V.I. Vernadskii Institute of General and Inorganic Chemistry, 32\/34 Akad. Palladin ave, Kyiv, 03142, Ukraine"
},
{
"author": "Valeriy Kublanovsky",
"institution": "V.I. Vernadskii Institute of General and Inorganic Chemistry, 32\/34 Akad. Palladin ave, Kyiv, 03142, Ukraine"
},
{
"author": "Oksana Bersirova",
"institution": "V.I. Vernadskii Institute of General and Inorganic Chemistry, 32\/34 Akad. Palladin ave, Kyiv, 03142, Ukraine"
},
{
"author": "Mykola Sakhnenko ",
"institution": "National Technical University \"Kharkiv Polytechnic Institute\", 2 Kyrpychova street, Kharkiv, 61002, Ukraine"
},
{
"author": "Maryna Ved",
"institution": "National Technical University \"Kharkiv Polytechnic Institute\", 2 Kyrpychova street, Kharkiv, 61002, Ukraine"
},
{
"author": "Orest Kuntyi ",
"institution": "National University ”Lviv Polytechnic”, 12 Bandera street, Lviv, 79013,Ukraine"
},
{
"author": "Oleksandr Reshetnyak ",
"institution": "Ivan Franko National University of Lviv, 1 Universytetska street, Lviv, 79000, Ukraine"
},
{
"author": "Oleg Posudievsky",
"institution": "L.V. Pisarzhevskii Institute of Physical Chemistry, 31, Nauky Ave, Kyiv, 03028, Ukraine"
}
] |
| author_sort | Kolbasov , Gennadii |
| baseUrl_str | https://ucj.org.ua/index.php/journal/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-07-22T08:23:45Z |
| description | The work is presented by the V. I. Vernadskii Institute of General and Inorganic Chemistry of the National Academy of Sciences of Ukraine for the State Prize of Ukraine in the field of science and technology. A new paradigm of the processes of electrochemical synthesis of functional materials has been created on the basis of the proposed theory of discharge-ionization of electrochemically active complexes and the laws of correlation between the functional properties of coatings and the fundamental characteristics and parameters of electrochemical kinetics. New approaches of surface engineering to the electrochemical synthesis and processing of materials that are capable of operating under extreme thermomechanical conditions under the simultaneous action of an aggressive medium have been developed. Innovatively promising technologies have been proposed for the formation of nanomaterials of new generation based on superalloys, metal oxide composites, photosensitive hetero- and nanostructures, electrically conductive polymers and their composites, etc. The main research directions in this work concern electrochemistry, both directly the method for the synthesis of new materials and the study and design of the electrochemical properties of materials / coatings / nanoparticles that cannot be obtained by other methods. The aim of the work was to develop the theoretical foundations of directed synthesis and to create a wide range of new competitive materials and systems on the basis of establishing the structural and functional patterns of their electrochemical formation. А number of novel competitive electrochemical materials (electrode and electrolyte materials for electrochemical power sources and supercapacitors, electro- and photocatalysts, sorption and optical materials, functional coatings, etc.) have been created as a result of the performed research. These materials are used in various fields of science and technology, namely, for alternative power generation, electrochemical power sources, nano- and microelectronics, electrochromic systems, electrocatalysis, ecosensorics, electrochemical synthesis of commercial products, photoelectrochemical systems, corrosion protection.
The number of publications: 700, including 30 monographs (7 of them published abroad) and 39 chapters in collective monographs (30 of them published abroad), 36 textbooks (manuals), and 500 articles (350 of them published in foreign periodicals). The total number of references to the publications of the authors/h-index/i10-index (regarding the whole work) according to the databases is, respectively: Web of Science, 1856/21/52; Scopus, 2185/22/71; Google Scholar, 4903/33/148. The novelty and competitiveness of the technical solutions are protected by 33 valid patents (7 patents of Kazakhstan, China, USA). Eight doctoral dissertations (DSc) and 47 candidate's dissertations (PhD theses) on this subject matter have been defended. |
| doi_str_mv | 10.33609/2708-129X.87.03.2021.61-76 |
| first_indexed | 2025-09-24T17:43:38Z |
| format | Article |
| fulltext |
61
УДК 544,6 doi: 10.33609/2708-129X.87.03.2021.61-76
ЕЛЕКТРОХІМІЯ ФУНКЦІОНАЛЬНИХ МАТЕРІАЛІВ І СИСТЕМ (ЕФМС)
Колбасов Г. Я.1 , Кублановський В. С.1, Берсірова О. Л. 1, Сахненко М. Д.2, Ведь М. В.2,
Кунтий О. І.,3 Решетняк О. В.4, Посудієвський О. Ю.5
1Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В. І. Вернадського НАН України, просп. Акад.
Палладіна 32/34, Київ 03142, Україна
2Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут» МОН Ук
раїни вул. Кирпичова 2, Харкiв 61002, Україна
3Національний університет «Львівська політехніка» МОН України, вул. Степана Банде
ри, 12, Львів 79013, Україна
4Львівський національний університет ім. Івана Франка МОН України, вул. Університет
ська 1, Львів 79000, Україна
5Інститут фізичної хімії ім. Л. В. Писаржевського НАН України, проспект Науки, 31, Київ
03028, Україна
e-mail: kublan@ukr.net
Роботу представлено Інститутом загальної та неорганічної хімії імені В. І. Вернад-
ського Національної академії наук України на здобуття державної премії України в
галузі науки та техніки, а саме електрохімічного матеріалознавства. Цикл цих дослі-
джень присвячено роботам зі встановлення фундаментальних наукових положень та
розробленню принципів керованого електрохімічного синтезу металічних, оксидних,
полімерних, композиційних, гібридних матеріалів із прогнозованими структурою,
складом та функціональними властивостями. Створено новітню парадигму процесів
електрохімічного синтезу функціональних матеріалів на основі запропонованої теорії
розряду-іонізації електрохімічно активних комплексів, законів кореляційного взаємо-
зв’язку функціональних властивостей покриттів із фундаментальними характеристи-
ками і параметрами електрохімічної кінетики. Розроблено новітні підходи інженерії
поверхні до електрохімічного синтезу та оброблення матеріалів, що здатні до роботи
в екстремальних температурно-силових режимах за одночасного впливу агресивного
середовища. Запропоновано інноваційно перспективні технології формування нано-
матеріалів нового покоління на основі суперсплавів, металоксидних композитів, фото
чутливих гетеро- та наноструктур, 2D матеріалів, електропровідних полімерів та їхніх
композитів тощо.
Ключові слова: електрохімічний синтез, композити, гібридні матеріали, покриття,
структура, функціональні властивості.
ФІЗИЧНА ХІМІЯ ЕЛЕКТРОХІМІЯ ФУНКЦІОНАЛЬНИХ МАТЕРІАЛІВ І СИСТЕМ (ЕФМС)
62 ISSN 2708-129X. Укр. хім. журн., 2021
ВСТУП. У роки, що передували розбу-
дові самостійної і незалежної України, та
за період існування нашої молодої держави
було започатковано наукові дослідження
у галузі електрохімічного матеріалознав-
ства, які присвячено встановленню фун-
даментальних наукових положень та роз-
робленню принципів керованого електро-
хімічного синтезу металічних, оксидних,
полімерних, композиційних, гібридних
матеріалів із прогнозованими структурою,
складом та функціональними властивостя-
ми. Такі функціональні матеріали необхід-
ні для електрохімічної енергетики, опто-,
нано- та мікроелектроніки, електрохіміч-
ного синтезу, їх вже широко використо-
вують у різноманітних системах – сенсор-
них, електрохромних, електрокаталітичних,
фотоелектрохімічних, для антикорозійно-
го захисту, їх потребують практично всі
сучасні високотехнологічні виробництва –
від виготовлення мініатюрних мікросхем
до об’єктів аерокосмічної галузі. Стрімкий
технологічний розвиток останніми рока-
ми диктує необхідність переходу промис-
ловості до стану повної автоматизації для
забезпечення гнучкого керування, адапто-
ваного до потреб конкурентоспроможного
ринку, запити якого невпинно змінюють-
ся. До того ж зростають вимоги до відпо-
відності сучасних промислових технологій
все більш жорстким екологічним та іншим
нормам.
Все це потребує створення наукового
підґрунтя нових інноваційних технологій
[1–10]. Саме тому у полі зору вчених опи-
нився керований електрохімічний дизайн
функціональних матеріалів і систем різно-
манітного призначення, теорія і практика
якого склали ідеологію представленої ко-
лективної роботи «Електрохімія функціо-
нальних матеріалів і систем» (ЕФМС) [1–5,
7, 9–17].
Цей напрям розвитку української науки і
техніки з великим успіхом розвивають вче-
ні-електрохіміки на теренах українських
земель від заходу до сходу нашої країни.
Паралельно з науковцями Києва, представ-
никами славетних науково-дослідних ін-
ститутів Національної академії наук Укра-
їни – Інституту загальної та неорганічної
хімії імені В. І. Вернадського та Інституту
фізичної хімії імені Л. В. Писаржевсько-
го, цією тематикою плідно займалися вче-
ні-освітяни харківської наукової школи з
Національного технічного університету
«Харківський політехнічний інститут», і
львів’яни – з Національного університе-
ту «Львівська політехніка» та Львівсько-
го національного університету імені Івана
Франка.
Роботи, які координувала Наукова Рада
НАН України з проблеми «Електрохімія»,
дали змогу вперше у світовому електрохі-
мічному матеріалознавстві сформулювати
та науково обґрунтувати основні принципи
керування процесами електроосадження
та електрохімічного синтезу, структурою
та комплексом функціональних властивос-
тей покриттів металами, сплавами, оксида-
ми металів, композитами, полімерами, що
сприяло подальшому розвитку сучасного
хімічного матеріалознавства. Успіхи в цьо-
му напрямі досліджень дали можливість
розробити та впровадити нові матеріали
і технології для їхнього електрохімічного
формування, а також для ефективного по-
верхневого оброблення деталей і виробів
та надання їм принципово нових, недосяж-
них раніше експлуатаційних властивос-
УХЖ № 3 / Том 87Колбасов Г. Я., Кублановський В. С., Берсірова О. Л., Сахненко М. Д., Ведь М. В., Кунтий О. І., Решетняк О. В., Посудієвський О. Ю.
63https://ucj.org.ua
тей. Отримані видатні результати фунда-
ментальних наукових досліджень у царині
електрохімічного матеріалознавства здобу-
ли міжнародне визнання і сприяли утвер-
дженню високого авторитету вітчизняної
науки у світі [1–5, 7, 9, 17–22] .
АКТУАЛЬНІСТЬ РОБОТИ. Ми живемо
в епоху завершення третьої, цифрової ре-
волюції, що почалася у 2-й половині мину-
лого століття, на зміну якій вже приходить
четверта, нова промислова революція. Ос-
новними рисами інформаційної революції
є швидкий розвиток інформаційно-кому-
нікаційних технологій, автоматизація та
роботизація виробничих процесів. Харак-
терні ознаки Індустрії 4.0 – це повністю ав-
томатизовані виробництва, на яких керу-
вання всіма процесами здійснюють у режи-
мі реального часу і з урахуванням мінли-
вих зовнішніх умов. Кіберфізичні системи
створюють віртуальні копії об’єктів фізич-
ного світу, контролюють фізичні процеси
і приймають децентралізовані рішення.
Вони здатні об’єднуватися в одну мережу,
взаємодіяти в режимі реального часу, само-
налагоджуватися і самонавчатися. Важли-
ву роль відіграють інтернет-технології, що
забезпечують комунікації між персоналом
та машинами. Підприємства виробляють
продукцію відповідно до вимог індивіду-
ального замовника, оптимізуючи собівар-
тість виробництва. Все це відбувається на
наших очах і ми намагаємося адаптувати
класичну науку і технологію до нових реа-
лій, бо саме за ними майбутнє.
У представленій роботі автори заклали
наукове підґрунтя переходу від «Електрохі-
мії функціональних матеріалів і систем» до
новітнього стану розвитку, який, за уста-
леною термінологією сьогодення, можна
формулювати як «Електрохімія функціо-
нальних матеріалів і систем 4.0» [22–30],
для яких характерні наступні ознаки:
– повна відмова від емпіричного пошуку
функціональних матеріалів і систем (ФМС)
задля розв’язання потреб будь-яких спо-
живачів цільової продукції;
– проектування ФМС за результатами
розрахунків із застосуванням сучасних ін-
формаційних технологій, зокрема штучних
нейронних мереж, на підґрунті фундамен-
тальних властивостей і атомно-молекуляр-
них характеристик вихідних компонентів;
– активне впровадження в обіг/практи-
ку електрохімічних технологій виробни-
цтва багатокомпонентних матеріалів і по-
криттів із реалізацією синергетичних ефек-
тів, що дозволяє підвищувати рівень функ-
ціональних властивостей ФМС відносно
вихідних матеріалів, їхня ефективність та
ресурс виробів;
– широке впровадження в обіг/практику
електрохімічних технологій виробництва
мультишарових матеріалів і покриттів із
метою надання нових властивостей таким
субстанціям і створення smart-матеріалів
(активні діелектрики, мультифероїки і т. і.)
та реалізації ресурсо- і матеріалоощадних
технологічних процесів;
– органічний перехід від планування
властивостей виробів на мікро- та мезорів-
ні до нанорівня з широким застосуванням
обох підходів виробництва таких ФМС – як
«знизу – вгору», так і «зверху – вниз» (дис-
пергування оксидів як другої фази електро-
літичних композитів тощо);
– поступова відмова від застосування
монометалевих і монооксидних ФМС на
користь композитів – із металевою та/або
оксидною матрицями;
ФІЗИЧНА ХІМІЯ ЕЛЕКТРОХІМІЯ ФУНКЦІОНАЛЬНИХ МАТЕРІАЛІВ І СИСТЕМ (ЕФМС)
64 ISSN 2708-129X. Укр. хім. журн., 2021
– розроблення і впровадження в прак-
тику виробництва металоксидних ком-
позиційних електролітичних покриттів
(КЕП), друга фаза яких є інтермедіатом
електродних реакцій, тобто утворюється
in situ в процесі синтезу, що суттєво підви-
щує стабільність електролітів та дозволяє
керувати складом, а відтак і властивостями
цільових продуктів за рахунок варіації па-
раметрів електролізу;
– реалізація новітньої концепції генези-
су металоксидних систем із метою електро
хімічного дизайну функціональних матері-
алів шляхом інверсії структурних елемен-
тів металоксидних композитів «матриця –
друга фаза» за рахунок варіації техноло-
гічних засад та інтеграції в єдиному техно-
логічному циклі кількох електрохімічних
способів синтезу, а також самоорганізації
гетерооксидних композитів;
– створення низки нових фоточутли-
вих наногетероструктур, а також унікаль-
них нанокомпозитів напівпровідників типу
АІІВVI, оксиду графену і відновленого окси-
ду графену для перетворення сонячної
енергії в електричну та виготовлення на цій
основі ефективних фотоелектрохімічних
систем для отримання й акумулювання
«сонячного» водню.
– електроаналітичне приладобудування
та реалізація електрохімічних технологій
при створенні чутливих елементів кванто-
вих сенсорів для моніторингу довкілля;
– залучення до розв’язання численних
проблем оборонного комплексу України,
зокрема рециклінгу та утилізації надлиш-
кових та застарілих і небезпечних боє-
припасів, підвищення потужності тран-
спортних двигунів та зменшення емісії
токсичних газових викидів ДВЗ, створення
активних матеріалів каталітичних нейтра-
лізаторів для облаштування фільтровенти-
ляційних систем стаціонарних і мобільних
автотранспортних і бронеоб’єктів і т. і.
– вилучення з обігу токсичних для дов
кілля компонентів шляхом пошуку і засто-
сування альтернативної заміни матеріалів
покриттів і компонентів електролітів із
«дружнім» ставленням до довкілля.
Таким чином, роботу присвячено роз
в’язанню актуальних науково-практичних
проблем, серед яких найвагомішими є тео-
ретичні та прикладні аспекти електрохіміч-
ного формування та функціонування нових
матеріалів і систем, а також з’ясування ос-
новних закономірностей їхнього утворення
та визначення факторів, які дозволяють ці-
леспрямовано впливати на наноструктуру,
склад та комплекс функціональних власти-
востей. Отримані результати розширюють
міждисциплінарні зв’язки електрохімії з
нанонаукою і нанотехнологією в матеріа-
лознавстві, енергетиці, електроніці, сенсо-
риці, токсикології та багатьох інших галузях.
Висока публікаційна активність пере-
конливо демонструє важливість дослі-
джень електрохімічних методів формуван-
ня функціональних матеріалів і систем та
їхню актуальність у міжнародному науко-
вому співтоваристві. Крім наукової важли-
вості досліджень існує безліч економічних
причин для розроблення нових електрод-
них матеріалів для батарей, суперконден-
саторів і паливних елементів тощо. Сказане
вище повністю підтверджує очевидну важ-
ливість і актуальність таких досліджень, а
також стосується нових викликів в їхньому
розвитку і вдосконаленні. Тому ми можемо
з упевненістю прогнозувати довгостроко-
вий розвиток цієї галузі і збільшення попи-
УХЖ № 3 / Том 87Колбасов Г. Я., Кублановський В. С., Берсірова О. Л., Сахненко М. Д., Ведь М. В., Кунтий О. І., Решетняк О. В., Посудієвський О. Ю.
65https://ucj.org.ua
ту досліджень саме електрохімічного функ-
ціонального матеріалознавства.
МЕТА РОБОТИ. Роботу спрямовано на
розв’язання цілої ланки важливих науко-
во-практичних проблем, що потребувало
розроблення узагальненого теоретичного
підґрунтя для вдосконалення вже існуючих
і створення нових електрохімічних техно-
логій, що будуть відповідати революцій-
ним вимогам сьогодення та найближчого
майбутнього – концепції керованого елек-
трохімічного синтезу функціональних ма-
теріалів і систем із прогнозованими власти-
востями, з’ясування механізмів їхнього
утворення та виявлення взаємозв’язку між
складом, структурними особливостями та
властивостями.
Отже, спільна мета представленої ро-
боти – це розроблення теоретичних основ
спрямованого синтезу та створення широ-
кого спектру нових конкурентноздатних
матеріалів і систем на основі встановлен-
ня структурно-функціональних законо-
мірностей їхнього електрохімічного фор
мування.
Основні напрямки досліджень зазначе-
ної роботи стосуються електрохімії як без-
посередньо методу синтезу нових матеріалів
шляхом їхнього формування (MEMS-тех-
нології, темплайтний синтез, наноелектро-
хімія) або електролізу як методу формуван-
ня функціонального/поліфункціонального
шару/шарів на поверхні конструкції-носія,
так і дослідження та дизайну електрохіміч-
них властивостей отриманих матеріалів/
покриттів/плівок/наночасток для забезпе
чення кінцевому високотехнологічному
виробу відповідного функціонального при-
значення, підвищення його конкуренто
здатності.
НАУКОВА НОВИЗНА
Вперше у світовому електрохімічному
матеріалознавстві сформульовано загальні
принципи вибору складу електролітів, умов
електролізу для електрохімічного форму-
вання вибраних типів функціональних ма-
теріалів. Проаналізовано та узагальнено
основні кореляції між цими параметрами,
технологічними характеристиками одер-
жання електрохімічних матеріалів та їхніх
функціональних властивостей та принципи
проектування за результатами розрахунків
із застосуванням сучасних інформаційних
технологій на підґрунті фундаментальних
властивостей і атомно-молекулярних ха-
рактеристик вихідних компонентів.
У представленому циклі досліджень на
підставі систематичного розвитку теорії
макрокінетики розряду-іонізації комп-
лексних сполук, що ґрунтується на зако-
номірностях впливу складу електроліту та
режимів електролізу на різноманітні стадії
складного процесу електрохімічного синте-
зу (насамперед, на попередню та наступну
хімічні стадії, стадії розряду, масопереносу
та електрокристалізації), сформульовано
основні принципи утворення електрохі-
мічно активних комплексів.
• Розроблено методологію електрохі-
мічного синтезу функціональних, у тому
числі каталітично-активних матеріалів, що
базується на розвитку уявлень про вплив
електрохімічної кінетики на структуро-
чутливі властивості осадів і прогностичну
можливість керування ними із залучен-
ням теорії електроактивних комплексів та
гіпотези про кореляційний взаємозв'язок
функціональних властивостей з фундамен-
тальними кінетичними характеристиками,
а саме з будовою та реакційною здатністю
ФІЗИЧНА ХІМІЯ ЕЛЕКТРОХІМІЯ ФУНКЦІОНАЛЬНИХ МАТЕРІАЛІВ І СИСТЕМ (ЕФМС)
66 ISSN 2708-129X. Укр. хім. журн., 2021
координаційних сполук металів в електро-
осадженні та електрокаталізі.
• Висунуто, теоретично обґрунтовано
та експериментально підтверджено умо-
ви стійкого динамічного режиму процесу
функціонального електроосадження мета-
лів. Показано, що стійкі коливання елек-
трохімічного опору системи мінімальні за
струму поляризації в області половини гра-
ничного струму і не залежать від природи
комплексного іона. Встановлено, що саме
за цих умов реалізують найбільш сприят-
ливу енергетику росту граней кристалів
для формування чітко визначеної структу-
ри металу і формують покриття зі стабіль-
ним набором необхідних функціональних
характеристик.
• Розроблено методологію ефективного
високошвидкісного електрохімічного синте-
зу мультифункціональних (магнітних, коро
зійно-стійких і електрокаталітичних) щіль-
них плівок наноструктурованих бінарних і
тернарних сплавів M1M2, M1M3, M1M2M3 (де
М1 - 3d6-8 метал родину феруму: Fe, Co, Ni; і
М2 - Mo, W; M3 - Re), з різних типів комплек-
сних водних електролітів із контрольова-
ним складом і відтворюваною структурою.
Такі сплави отримали назву «суперсплави»
завдяки унікальному спектру цінних фі-
зико-хімічних (корозійних, електрокаталі-
тичних) та функціональних властивостей
і призначені для роботи в екстремальних
температурно-силових режимах за одно-
часного впливу агресивного середовища.
Наявність ренію у сплаві до того ж водночас
підвищує його міцність і пластичність (т. зв.
«ренієвий ефект»). Розвинено уявлення
про процес сплавоутворення досліджених
систем із точки зору створення стабільних
d10-електронних конфігурацій атомів Mo, W
і Re за рахунок неспарених 3d-електронів
металів групи заліза. Найбільш значущий
стимулюючий вплив на електрохімічне ви-
ділення водню як цільового, конче затребу-
ваного продукту виявлено в разі, коли один
із металів має електронну конфігурацію
d4-d5, а інший – d6-d8.
• Запропоновано нові принципи і кон-
цепцію формування високоефективних се
лективних електрокаталізаторів із зада-
ними властивостями для електрохімічних
пристроїв перетворення енергії та інфор-
мації (ХДС, сенсорів, паливних елементів),
що полягають у використанні біфункціо-
нального електрокаталізу, який зумовле-
ний дією різних за природою каталітич-
них центрів, включених в одну структуру,
за певного просторового розташування
одного щодо іншого: один центр повинен
мати нуклеофільну, а інший – електрофіль-
ну природу.
• У практику технічного електролізу
впроваджено нові уявлення і парадигми
формування покриттів багатокомпонент-
ними сплавами і металоксидними компо-
зитами за рахунок контрольованого і керо-
ваного перебігу процесів в електрохімічних
системах, а саме:
• Обґрунтовано новітні підходи інжене-
рії поверхні до оброблення високолегова-
них сплавів /алюмінію, титану/ при синтезі
металоксидних композитів (МОК), за якою
електроліз проводять за присутності ліган-
дів, які утворюють комплекси з легуючи-
ми компонентами сплавів, що забезпечує
одночасний перебіг двох парціальних ре-
акцій: окиснення матриці сплаву з форму-
ванням гомогенного оксидного покриття
та іонізацію домішкових елементів з утво-
ренням розчинних сполук.
УХЖ № 3 / Том 87Колбасов Г. Я., Кублановський В. С., Берсірова О. Л., Сахненко М. Д., Ведь М. В., Кунтий О. І., Решетняк О. В., Посудієвський О. Ю.
67https://ucj.org.ua
• Гетерооксидні системи як найефектив-
ніші за функціональними властивостями
(мікротвердість, електро- і фотокаталітич-
на активність, хімічний опір тощо) синтезу-
ють плазмоелектролітним оксидуванням,
що дозволяє в одному технологічному про-
цесі гомогенізувати поверхню багатоком-
понентних сплавів, створювати розвинену
монооксидну матрицю металу-носія та ін-
корпорувати цільові допанти. Зокрема, при
застосуванні таких теплозахисних каталі-
тичних покривів у транспортних двигунах
внутрішнього згоряння робочий процес
перебігає в режимі внутрішньо-циліндро-
вого каталізу, що зменшує викиди оксидів
азоту на 10% та оксидів вуглецю – до 18%, а
витрати палива – до 4%.
• Запропоновано наносити МОК «мета-
лева матриця – нанорозмірний оксид алю-
мінію» шляхом диспергування товарного
оксиду алюмінію в лужному середовищі
з отриманням гідрозолю алюмінію, тоб-
то реалізацією процесу «зверху – вниз» та
наступним використанням гідрозолю для
формування композитного електролітично-
го покриття за принципом «знизу – вгору».
• Варіативне формування покриттів ба-
гатокомпонентними сплавами або компо-
зитами реалізують на підставі гіпотези про
інкорпорацію до складу металевої матриці
оксидів металів проміжного ступеня окис-
нення як інтермедіатів електродних реак-
цій, що утворюються в процесі електролізу,
тому синтез МОК відбувається без введен-
ня в електроліт другої фази.
• Нанесення тернарних сплавів на ос-
нові металів родини феруму і тугоплавких
металів (Mo, V, W, Re) є сукупністю спря-
жених реакцій за участю моно- і біліганд-
них гетероядерних комплексів та ад-атомів
водню і в умовах імпульсного електролі-
зу формування покриття відбувається як
електрохімічним відновленням впродовж
імпульсу, так і ад-атомами гідрогену впро-
довж паузи, що дозволяє керувати повно-
тою відновлення оксидів, а відтак – складом
і властивостями МОК варіюванням амплі-
тудно-часових параметрів електролізу.
• Керування елементним, фазовим скла-
дом та морфологією МОК найбільш повно
можна реалізовувати із застосуванням но-
вітньої наукової концепції генезису метал
оксидних систем, яка ґрунтується на інвер-
сії природи матриць металоксидних ком-
позитів та їхньої самоорганізації.
• Для створення наноламінатних по-
криттів активними діелектриками контро
льованої товщини зі спеціальними фізи-
ко-хімічними властивостями застосовано
інтегрування двох електрохімічних проце-
сів: плазмоелектролітного оксидування та
електрофоретичного осадження, що дозво-
ляє в єдиному технологічному циклі фор-
мувати шаруваті покриви сегнетоелектри-
ками і феромагнетиками.
• Вперше як показник каталітичної ак-
тивності багатокомпонентних електрохі
мічних сплавів використано різницю енер-
гій зв’язку «метал – елемент», що дало змо-
гу прогнозувати каталітичну активність
покриттів у реакціях за участю вуглеводнів
із використанням різниці енергій зв'язку
«метал – гідроген» і «метал – карбон».
• Як активний матеріал для фотоката
літичних перетворень застосовано гете-
рооксидні МОК складу Ti/TinOm ∙ MxOy
(M = Zn, Zr, Cu тощо), що проявляють
синергетичні властивості та залежно від
складу на порядок величини пришвид-
шують реакції перетворення техногенних
ФІЗИЧНА ХІМІЯ ЕЛЕКТРОХІМІЯ ФУНКЦІОНАЛЬНИХ МАТЕРІАЛІВ І СИСТЕМ (ЕФМС)
68 ISSN 2708-129X. Укр. хім. журн., 2021
емітентів порівняно з індивідуальними ок
сидними фотокаталізаторами.
• Встановлено закономірності синтезу
високопровідних органічних матеріалів,
т. зв. «синтетичних металів», діагностику
та прогнозування властивостей яких за-
стосовано для керованого синтезу цільових
продуктів відповідно до потреб мікроелек-
троніки.
• Встановлено взаємозв’язок між го-
ловними параметрами електрохімічного
відновлення металів й основними характе-
ристиками синтезованих дисперсних мате-
ріалів для створення наукових концепцій
дизайну металевих і біметалевих наночас-
тинок у колоїдних розчинах і нанострукту-
рованих 2D- і 3D-металевих та біметалевих
систем на поверхні, з електрокаталітични-
ми (окиснення спиртів) та напівпровідни-
ковими властивостями.
• Запропоновано електрохімічний син-
тез колоїдних розчинів наночастинок сріб
ла; осадження наноструктур металів на ме-
талеву та кремнієву поверхні у середовищі
органічних апротонних розчинників; вста-
новлення каталітичної активності одержа-
них наноструктурованих матеріалів у від-
новленні CО2.
• Розроблено електрохімічний підхід для
одержання функціональних плівок на основі
електропровідних полімерів та нанорозмір-
них допантів для сенсорних масивів та вста-
новлено, що використання електропровід-
них полімерів із різними механізмами допу-
вання редокс-активних допантів зумовлює
можливість їхньої додаткової специфічної
взаємодії з молекулами органічних розчин-
ників, що дозволяє створювати сенсорні ма-
сиви, здатні селективно розпізнавати пари
органічних розчинників різної природи.
• Запропоновано механізм електрохі-
мічного синтезу електропровідних поліме-
рів із системою спряжених π-зв’язків на ос-
нові поліаніліну та його похідних, а також
розроблено нові підходи щодо отримання
їхніх (нано)композитів із частинками/дис-
персіями металів, що характерні відтворю-
ваними фізико-хімічними та функціональ-
ними властивостями. Показано перспек-
тивність застосування таких тонких полі-
мерних/композитних плівок для модифіка-
ції електродів сенсорних пристроїв різної
природи як каталізаторів електрохімічних
синтезів, перспективних адсорбційних ма-
теріалів для видалення йонів важких мета-
лів тощо.
• З’ясовано основні закономірності,
вплив різноманітних чинників, запропо-
новано та уточнено механізми процесів за
участю електрохімічно генерованих части-
нок у дублетному стані, що призводять до
генерування електрохемілюмінесценції у
водних та апротонних розчинах. Сформу-
льовано умови використання електрохемі-
люмінесценції у електрохімічному препа-
ративному синтезі.
• Із метою пошуку нових перспектив-
них матеріалів для нелінійної оптики та
оптоелектроніки, твердотільних електролі-
тів та іонообмінних мембран для хімічних
джерел електричної енергії, проведено сис-
тематичні дослідження фазових рівноваг
у потрійних та почетвірних системах на
основі срібла. Показано, що неактивацій-
ний твердофазний синтез деяких магніт-
них напівпровідників за умов потенціал-
визначальних електрохімічних процесів є
перспективним методом отримання таких
матеріалів за відносно низьких температур
(<600 оC), що суттєво розширює перелік
УХЖ № 3 / Том 87Колбасов Г. Я., Кублановський В. С., Берсірова О. Л., Сахненко М. Д., Ведь М. В., Кунтий О. І., Решетняк О. В., Посудієвський О. Ю.
69https://ucj.org.ua
сполук та їхніх твердих розчинів – перспек-
тивних матеріалів для спінтроніки.
• Обґрунтовано новітній механохіміч
ний підхід та показано можливість одер
жання різних функціональних нанострук
турованих матеріалів, зокрема електропро-
відних полімерів різних типів і гібридних
нанокомпозитів на основі електропровід-
них полімерів та оксидів перехідних мета-
лів, перевагами яких, як матеріалів катодів
літієвих акумуляторів, є відсутність у складі
кобальту, ефективність синтезу без викорис
тання розчинника і відсутність пост-син-
тетичного очищення, рекордна для окси-
дів питома ємність, висока стабільність за
тривалого циклування заряду-розряду в
широкому інтервалі потенціалу, швидка
твердотільна дифузія іонів літію; графенів
із різним ступенем окиснення, допованих
графенів, дихалькогенідів перехідних ме-
талів, нітридів бору та вуглецю, германану
тощо, які характерні унікальним комплек-
сом функціональних властивостей.
• Розроблено теорію фотостимульова-
ного переносу заряду на напівпровіднико
вих електродах, яка описує механізми про
тікання фотоелектрохімічних реакцій за-
лежно від параметрів напівпровідників, що
задаються умовами синтезу та модифіку-
вання поверхні металевими та напівпро-
відниковими квантовими точками та ство-
рення фоточутливих гетеро- та нанострук-
тур. Встановлено кореляцію між фото- та
електрокаталітичною активністю і поло-
женням енергетичних зон напівпровідни-
кових електродів, щоб відображає загальну
тенденцію у фото- та електрокаталітичних
процесах. Синтезовано фоточутливі мате-
ріали для фотоелектрохімічних систем от-
римання «сонячного» водню.
ПРАКТИЧНА ЗНАЧИМІСТЬ
Створений авторами комплекс теорій
процесів електроосадження металів дав
змогу розробити та впровадити ефектив-
ні методи керування електрохімічними
технологічними процесами та визначити
головний напрямок науково-технічного
прогресу у цій галузі в Україні. Розроблено
та впроваджено у промисловість держави
ефективні екологічно чисті унікальні тех-
нології одержання функціональних мате-
ріалів із заданими властивостями, способи
рециклінгу та електровилучення металів,
вилучення металів із рудної та вторинної
сировини електрохімічними методами.
За умов промислової реалізації запро-
понованих процесів і технологій доведено
можливість цілеспрямованого і прогнозо-
ваного керування основними параметрами
через: варіювання складу електрохімічних
систем шляхом утворення ЕАК та ЕНАК
для прискорення чи гальмування відпо-
відних стадій електродних процесів, через
зміну параметрів режиму електролізу для
забезпечення умов динамічно стійкого
формування осадів у вигляді покриттів/
плівок або порошків, використання неста
ціонарного імпульсного електролізу, а та-
кож через додавання відповідних ПАР, ле-
гуючих домішок, розчинних полімерів та
інших компонентів електроліту.
На основі цих досліджень розроблено
широкий спектр технологій для одержання
матеріалів із наперед заданим рівнем функ-
ціональних властивостей, методи інтен-
сифікації процесу електролізу, створення
екологічно безпечних технологій та утилі-
зація та знешкодження токсичних відходів
виробництва. Розроблено та впроваджено
принципово нові безціанисті технології.
ФІЗИЧНА ХІМІЯ ЕЛЕКТРОХІМІЯ ФУНКЦІОНАЛЬНИХ МАТЕРІАЛІВ І СИСТЕМ (ЕФМС)
70 ISSN 2708-129X. Укр. хім. журн., 2021
Розроблено «зелені» технології з перероб
лення вторинної сировини (брухту на осно-
ві міді та її сплавів, псевдосплавів WC-Ni,
відпрацьованих мідь-цинкових каталізато-
рів, виробничих розчинів) за використання
електрохімічних процесів (електролізу та
електрохімічної цементації) з одержанням
металів і порошків (міді, цинку, срібла), та
неорганічних сполук (оксиду міді, мідного
купоросу, паравольфрамату амонію).
Розроблено ефективні екологічно суміс-
ні механо-хімічні методи одержання ши-
рокого ряду матеріалів. Проведено моди-
фікацію кремнієвої поверхні наночастин-
ками металів (срібла, золота, паладію)
електролізом і гальванічним заміщенням
з одержанням матеріалів для біосенсорів
і кремнієвих нанониток. Створено низку
нових високоефективних функціональних
наноматеріалів для різноманітних електро-
хімічних застосувань, серед яких: графени
та пост-графенові 2D-матеріали для ство-
рення високоефективних електрокаталі-
заторів виділення водню з води та віднов-
лення кисню, електродів суперконденсато-
рів, активних компонент електрохімічних
сенсорів на біомолекули з близькими ре-
докс-потенціалами; колоїдні розчини нано-
частинок срібла – прекурсорів антибакте-
ріальних препаратів; сенсорні масиви для
селективного визначення присутності в
повітрі парів органічних розчинників. Роз-
роблено фотоелектрохімічні системи, які
за вартістю отриманого «сонячного» вод-
ню в 2,5 рази перевищили відомі системи
з використанням твердотільних сонячних
панелей та електролізера.
Запропоновано теоретичні засади та
розроблено технології, що об’єднані у цій
роботі і мають видатне значення як для на-
уки, так і для різних галузей промисловості
України.
Автори не обмежилися теоретико-при-
кладними дослідженнями, створеними
функціональними матеріалами, а й розро-
били різноманітні конструкції електролізе-
рів, вбудованих модулів та програмованих
джерел струму для створення гнучких тех-
нологій та автоматичних ліній.
На основі розроблених наукових підхо-
дів створено нові функціональні матеріали:
електро- і фотокаталізатори, гальванічні
покриття металами, сплавами, оксидами та
композитами, які за фізико-хімічними та
експлуатаційними властивостями переви-
щують відомі світові аналоги.
Представлену роботу виконано на су-
часному науковому обладнанні з викорис-
танням новітніх підходів до організації
досліджень, у т. ч. частину з них було про-
ведено у співпраці з відомими фахівцями
провідних закордонних університетів та
наукових центрів.
Надано понад 40 актів випробувань та
впроваджень результатів роботи «Електро-
хімія функціональних матеріалів і систем»
на багатьох українських і закордонних (Рес
публіка Білорусь) промислових підприєм-
ствах. Наукові результати впроваджено у
освітній процес різних ЗВО МОН України.
ПУБЛІКАЦІЇ. Колективна робота вклю-
чає 700 публікацій, серед них 30 моногра-
фій (7 – видано за кордоном) та 39 розді-
лів монографій (30 – видано за кордоном),
2 підручники і 34 навчальних посібники
(5 – англомовні), 500 статей у фахових ви-
даннях (350 – у зарубіжних виданнях).
Загальна кількість посилань на публіка-
ції авторів, які представлено в роботі, згід-
но з даними наукометричної бази Web of
УХЖ № 3 / Том 87Колбасов Г. Я., Кублановський В. С., Берсірова О. Л., Сахненко М. Д., Ведь М. В., Кунтий О. І., Решетняк О. В., Посудієвський О. Ю.
71https://ucj.org.ua
Science складає 1856, h-індекс (індекс Гірша
за роботою) дорівнює 21, а i10-індекс ста-
новить 52; згідно з даними наукометричної
бази Scopus: 2185 / 22 / 71, відповідно; згідно
з базою даних Google Scholar: 4903 / 33 / 148.
Новизну та конкурентоспроможність
технічних рішень захищено 33 діючими па-
тентами (з них 7 – патенти Казахстану, Ки-
таю, США).
За цією тематикою захищено 8 доктор-
ських та 47 кандидатських дисертацій.
Роботу виконано в рамках науко-
вих тем Національної академії наук
України та МОН України.
ELECTROCHEMISTRY OF FUNCTIONAL
MATERIALS AND SYSTEMS (EFMS)
Kolbasov G.Ya.1, Kublanovsky V.S.1,
Bersirova O.L.1, Sakhnenko M.D.2,
Ved M.V.2, Kuntyi O.I.3, Reshetnyak O.V.4,
Posudiyevskyi O.Yu.5
1V.I. Vernadskii Institute of General and Inor
ganic Chemistry, 32/34 Akad. Palladin ave,
Kyiv, 03142, Ukraine
2National Technical University "Kharkiv Poly
technic Institute", 2 Kyrpychova street, Kharkiv,
61002, Ukraine
3National University ”Lviv Polytechnic”, 12 Ban
dera street, Lviv, 79013,Ukraine
4Ivan Franko National University of Lviv, 1 Uni
versytetska street, Lviv, 79000, Ukraine
5L.V. Pisarzhevskii Institute of Physical Chemis
try, 31, Nauky Ave, Kyiv, 03028, Ukraine
The work is presented by the V. I. Vernad
skii Institute of General and Inorganic Chemi
stry of the National Academy of Sciences of
Ukraine for the State Prize of Ukraine in the
field of science and technology. A new para-
digm of the processes of electrochemical syn-
thesis of functional materials has been created
on the basis of the proposed theory of dis-
charge-ionization of electrochemically active
complexes and the laws of correlation between
the functional properties of coatings and the
fundamental characteristics and parameters
of electrochemical kinetics. New approaches
of surface engineering to the electrochemical
synthesis and processing of materials that are
capable of operating under extreme thermo-
mechanical conditions under the simultaneous
action of an aggressive medium have been de-
veloped. Innovatively promising technologies
have been proposed for the formation of na-
nomaterials of new generation based on super-
alloys, metal oxide composites, photosensitive
hetero- and nanostructures, electrically con-
ductive polymers and their composites, etc. The
main research directions in this work concern
electrochemistry, both directly the method for
the synthesis of new materials and the study
and design of the electrochemical properties of
materials / coatings / nanoparticles that cannot
be obtained by other methods. The aim of the
work was to develop the theoretical founda-
tions of directed synthesis and to create a wide
range of new competitive materials and sys-
tems on the basis of establishing the structural
and functional patterns of their electrochemi
cal formation. А number of novel compe
titive electrochemical materials (electrode and
electrolyte materials for electrochemical po
wer sources and supercapacitors, electro- and
photocatalysts, sorption and optical materials,
ФІЗИЧНА ХІМІЯ ЕЛЕКТРОХІМІЯ ФУНКЦІОНАЛЬНИХ МАТЕРІАЛІВ І СИСТЕМ (ЕФМС)
72 ISSN 2708-129X. Укр. хім. журн., 2021
functional coatings, etc.) have been created
as a result of the performed research. These
materials are used in various fields of science
and technology, namely, for alternative power
generation, electrochemical power sources,
nano- and microelectronics, electrochromic
systems, electrocatalysis, ecosensorics, electro
chemical synthesis of commercial products,
photoelectrochemical systems, corrosion pro-
tection.
The number of publications: 700, including
30 monographs (7 of them published abroad)
and 39 chapters in collective monographs (30 of
them published abroad), 36 textbooks (manu-
als), and 500 articles (350 of them published in
foreign periodicals). The total number of refe
rences to the publications of the authors/h-in-
dex/i10-index (regarding the whole work) ac-
cording to the databases is, respectively: Web
of Science, 1856/21/52; Scopus, 2185/22/71;
Google Scholar, 4903/33/148. The novelty and
competitiveness of the technical solutions are
protected by 33 valid patents (7 patents of Ka-
zakhstan, China, USA). Eight doctoral disser-
tations (DSc) and 47 candidate's dissertations
(PhD theses) on this subject matter have been
defended.
Key words: electrochemical synthesis, com
posites, hybrid materials, coatings, structure,
functional properties.
ЛІТЕРАТУРА
1. Кублановский В. С., Городыский А. В.,
Белинский В. Н. Концентрационные
изменения в приэлектродных слоях в
процессе электролиза. Київ: Наукова
думка, 1978. 211 с.
2. Костин Н. А., Кублановский В. С., За-
блудовский В. А. Импульсный электро-
лиз. Київ: Наукова думка, 1989. 168 с.
3. Костин Н. А., Кублановский В. С., Им-
пульсный электролиз сплавов. Київ:
Наукова думка, 1996. 207 с.
4. Кунтий О. І. Електрохімія та морфо-
логія дисперсних металів: монографія.
Львів: Вид-во Львівської політехніки,
2008. 208 с.
5. Волков С. В., Ковальчук Є. П., Оген-
ко В. М., Решетняк О. В. Нанохімія, на-
носистеми, наноматеріали. Київ: НВП
“Вид-во “Наукова думка” НАН Украї-
ни, 2008. 424 с.
6. Пивоваров А. А. Санитарно-микробио
логическая и гигиеническая оценка
водных сред, обработанных холод-
ной плазмой / А. А. Пивоваров, А. В.
Кравченко, В. П. Стусь, В. С. Кубланов
ский. Дніпропетровськ: Пороги, 2009.
126 с.
7. Ведь М. В., Сахненко М. Д. Каталітичні
та захисні покриття сплавами і склад-
ними оксидами: електрохімічний син-
тез, прогнозування властивостей : мо-
нографія / М. В. Ведь, М. Д. Сахненко.
Харків: НТУ «ХПІ», 2010. 272 с.
8. Стусь В. П. Экологически безопасные
кислородсодержащие окислители и их
роль в защите человека от техноген-
ных и биологических загрязнений /
В. П. Стусь, А. В. Кравченко, В. С. Кубла
УХЖ № 3 / Том 87Колбасов Г. Я., Кублановський В. С., Берсірова О. Л., Сахненко М. Д., Ведь М. В., Кунтий О. І., Решетняк О. В., Посудієвський О. Ю.
73https://ucj.org.ua
новский, А. Б. Величенко. Дніпропе-
тровськ: ООО «Акцент ПП», 2012. 331 c.
9. Берсирова О., Бык С., Кублановский В.
Электроосаждение серебра: моногра-
фія. Київ: Медінформ, 2013. 168 с.
10. Кравченко А. В., Кублановский В. С.,
Пивоваров А. А., Пустовойтенко В. П.
Низкотемпературный плазменный
электролиз: теория и практика. Днепро
петровск: ООО «Акцент», 2013, 229 с.
11. Сахненко Н. Д., Ведь М. В. Мониторинг
и прогнозирование защитных свойств
органических покрытий: монография.
Харьков: НТУ «ХПИ», 2012. 288 с.
12. Байрачная Т., Ведь М., Сахненко Н.
Электролитические сплавы вольфра-
ма. Получение и свойства: монография.
Germany. Saarbrücken: LAP LAMBERT
Academic Publishing, 2013. 164 с.
13. Єрмоленко І. Ю., Ведь М. В., Сахнен-
ко М. Д. Електрохімічний рециклінг
псевдосплавів вольфраму: монографія.
Харків: НТУ «ХПІ», 2014. 190 с.
14. Сахненко Н. Д., Ведь М. В., Майба М. В.
Конверсионные и композиционные по-
крытия на сплавах титана : монографія.
Харків : НТУ «ХПІ», 2015 . 178 с.
15. Славкова М. А., Ведь М. В., Сахнен-
ко Н. Д. Функциональные покрытия
сплавами серебра: монография. – Х.:
НТУ «ХПІ», 2016. 198 с.
16. Майба М., Ведь М., Сахненко Н. Функ-
циональные покрытия на сплавах тита-
на. Saarbrücken: Germany. Saarbrücken:
LAP Lambert Academic Publishing, 2013.
168 с.
17. Овчаренко О., Сахненко Н., Ведь М.
Нанокомпозиционные покрытия на
основе меди и никеля: монография.
Germany. Saarbrücken: LAP Lambert
Academic Publishing, 2016. 165 с.
18. Computational and Experimental Ana
lysis of Functional Materials / Oleksandr
V. Reshetnyak, Gennady E. Zaikov (Eds.)
[Series: AAP Research Notes on Polymer
Engineering Science and Technology].
Canada, USA. Toronto, New Jersey: Ap-
ple Academic Press, CRC Press (Taylor &
Francis Group), 2017. 531 p.
19. Яр-Мухамедова Г. Ш., Сахненко Н. Д.,
Ведь М. В. Hанокомпозиционные элек-
тролитические покрытия с заданными
функциональными свойствами: мо-
нография. – Kaзaхстан. Алмати: Казак
университеті, 2017. 196 с.
20. Ненастина Т. А., Сахненко Н. Д.,
Ведь М. В. Электролитические сплавы
палладия в экотехнологиях: моногра-
фия. Харків: ФОП «Панов А. Н», 2017.
160 с.
21. Електрохімічні методи моніторингу де-
градації матеріалу конструкцій. Техніч-
на діагностика матеріалів конструкцій:
фізичні основи, математичні моделі,
інформаційне забезпечення: довідни-
ковий посібник у 8 томах / за заг. ред.
З. Т. Назарчука. Т. 6: / за ред. В. І. Похмур-
ського // В. І. Похмурський, І. М. Дми-
трах, М. С. Хома, О. Т. Цирульник,
І. М. Зінь, М. Д. Сахненко, Ю. С. Гераси-
менко. Львів: ПРОСТІР-М, 2017. 302 с.
22. Каракуркчі Г. В., Ведь М. В., Єрмолен-
ко І. Ю., Сахненко М. Д. Електролітичні
покриття сплавами заліза для зміцнен-
ня і захисту поверхні: монографія. Хар-
ків: НТУ «ХПІ», 2017. 200 с.
23. Сахненко Н. Д., Овчаренко О. О., Ведь
М. В. Металоксидні нанокомпозити :
синтез і властивості : монографія. Хар-
ків: ФОП «Бровін О. В.», 2019. 156 с.
ФІЗИЧНА ХІМІЯ ЕЛЕКТРОХІМІЯ ФУНКЦІОНАЛЬНИХ МАТЕРІАЛІВ І СИСТЕМ (ЕФМС)
74 ISSN 2708-129X. Укр. хім. журн., 2021
24. Karakurkchi H., Ved’ M., Yermolenko I.,
Sakhnenko M. Electrolytic coatings Fe-
Mo(W) and Fe-Mo-W, Monograph. Ger-
many. Saarbrücken: LAP VDM Publish-
ing, 2019. 194 p.
25. Єрмоленко І. Ю., Каракуркчі Г. В.,
Ведь М. В., Сахненко М. Д. Гальванічні
покриття тернарними сплавами заліза:
формування, властивості: монографія.
Харків: ФОП «Бровін О. В.», 2019. 248 с.
26. Електрохімічний синтез металевих на-
ночастинок і нанокомпозитів: моногра-
фія / О. Кунтий, М. Яцишин, Г. Зозуля,
О. Добровецька, О. Решетняк / за ред.
О. Кунтого та О. Решетняка. Львів: Вид-
во Львівської політехніки, 2019. 288 с.
27. Каракуркчі Г. В., Сахненко М. Д., Ведь
М. В., Майба М. В. Гетерооксидні ком-
позиційні покриття на сплавах алю-
мінію для екотехнологій: монографія.
Харків: ФОП «Панов А. М.», 2020. 200 с.
28. Yar-Mukhamedova G.Sh., Sakhnenko N.D.,
Ved M.V. Nanocomposite electrolytic co
atings with defined functional properties.
Kazakhstan. Almaty: Kazakh University,
2020. 180 p.
29. Г. Я. Колбасов, А. В. Городыский. Про-
цессы фотостимулированного перено
са заряда в системе полупроводник-
электролит. Київ: Наукова думка, 1993.
192 с.
30. Є. В. Кузьмінський, Г. Я. Колбасов, Я.
Ю. Тевтуль, Н. Б. Голуб. Нетрадиційні
електрохімічні системи перетворення
енергії. Київ: Академперіодика, 2002.
182 с.
REFERENCES
1. Kublanovskij V.S., Gorodyskij A.V., Belin-
skij V.N. Koncentracionnye izmeneniya v
prielektrodnyh sloyah v processe elektroli-
za. Kiev: Naukova dumka, 1978. 211 p. [in
Russian].
2. Kostin N.A., Kublanovskij V.S., Zablu-
dovskij V.A. Impul’snyj elektroliz. Kiev:
Naukova dumka, 1989. 168 p. [in Russian].
3. Kostin N.A., Kublanovskij V.S. Impul’snyj
elektroliz splavov. Kiev: Naukova dumka.
1996. 207 p. [in Russian].
4. Kuntyi O.I. Electrochemistry and mor-
phology of disperse metals. Lviv: Publi
shing House of Lviv Polytechnic National
University, 2008. 208 p. [in Ukrainian].
5. Volkov S.V., Koval’chuk E.P., Ogen-
ko V.M., Reshetnyak O.V. Nanohіmіya,
nanosistemi, nanomaterіali. Kyiv: NVP
“Vydavnyctvo “Naukova dumka” NAN
Ukrainy, 2008. 424 p. [in Ukrainian].
6. Pivovarov A.A., Kravchenko A.V., Stus’ V.P.,
Kublanovskij V.S. Sanitarno-mikrobiolo
gicheskaya i gigienicheskaya ocenka vod-
nyh sred, obrabotannyh holodnoj plazmoj.
Dnеpropetrovsk: Porogі, 2009. 126 p. [in
Russian].
7. Ved’ M. V., Sahnenko M. D. Katalіtichnі ta
zahisnі pokrittya splavami і skladnimi ok-
sidami: elektrohіmіchnij sintez, prognozu-
vannya vlastivostej. Harkіv: NTU «HPІ»,
2010. 272 p. [in Ukrainian].
8. Stus’ V.P. Ekologicheski bezopasnye kis-
lorodsoderzhashchie okisliteli i ih rol’ v
zashchite cheloveka ot tekhnogennyh i
biologicheskih zagryaznenij. Dnepropet-
rovsk: OOO «Akcent PP», 2012. 331 p. [in
Russian].
9. Bersirova O., Byk S., Kublanovskij V., Ele-
УХЖ № 3 / Том 87Колбасов Г. Я., Кублановський В. С., Берсірова О. Л., Сахненко М. Д., Ведь М. В., Кунтий О. І., Решетняк О. В., Посудієвський О. Ю.
75https://ucj.org.ua
ktroosazhdenie serebra. Kiev: Medinform,
2013. 168p. [in Russian].
10. Kravchenko A.V., Kublanovskij V.S., Pivo-
varov A.A., Pustovojtenko V.P. Nizkotem-
peraturnyj plazmennyj elektroliz: teoriya i
praktika. Dnepropetrovsk: OOO «Akcent
PP», 2013. 229 p. [in Russian].
11. Sahnenko N. D., Ved’ M. V. Monitoring
i prognozirovanie zashchitnyh svojstv
organicheskih pokrytij. Har`kov: NTU
«HPI», 2012. 288 p. [in Russian].
12. Bajrachnaya T., Ved‘ M., Sahnenko N. El-
ektroliticheskie splavy vol‘frama. Poluch-
enie i svojstva. Saarbrücken: LAP LAM-
BERT Academic Publishing, 2013. 164 p.
[in Russian].
13. Ermolenko І.YU., Ved’ M.V., Sahnenko
M. D. Elektrohіmіchnij reciklіng psev-
dosplavіv vol’framu. Harkіv: NTU «HPІ»,
2014. 190p. [in Ukrainian].
14. Sahnenko N.D., Ved’ M.V., Majba M.V.
Konversionnye i kompozicionnye pokry-
tiya na splavah titana. Har`kov: NTU
«HPI», 2015. 178 p. [in Russian].
15. Slavkova M.A., Ved’ M.V., Sahnenko N.D.
Funkcional’nye pokrytiya splavami sere-
bra. Har`kov: NTU «HPI», 2016. 198 p. [in
Russian].
16. Majba M., Ved’ M., Sahnenko N. Funk-
cional’nye pokrytiya na splavah titana.
Saarbrücken : LAP Lambert Academic
Publishing, 2013. 168 p.
17. Ovcharenko O., Sahnenko N., Ved’ M. Na-
nokompozicionnye pokrytiya na osnove
medi i nikelya. Saarbrücken: LAP Lam-
bert Academic Publishing, 2016. 165 p. [in
Russian].
18. Reshetnyak O. V., Zaikov G. E. Computa-
tional and Experimental Analysis of Func-
tional Materials [Series: AAP Research
Notes on Polymer Engineering Science
and Technology]. Toronto, New Jersey:
Apple Academic Press, CRC Press (Taylor
& Francis Group), 2017. 531 p.
19. YAr-Muhamedova G.SH., Sahnenko N.D.,
Ved’ M.V. Hanokompozicionnye elektro-
liticheskie pokrytiya s zadannymi funk-
cional’nymi svojstvami: monografiya. Al-
maty: Kazak universitetі, 2017. 196 p. [in
Russian].
20. Nenastina T.A., Sahnenko N.D., Ved’
M.V. Elektroliticheskie splavy palladiya v
ekotekhnologiyah: monografiya. Har`kov:
FOP «Panov A.N», 2017. 160 p. [in Rus-
sian].
21. Nazarchuk Z.T. Elektrohіmіchnі meto-
di monіtoringu degradacіi materіa-
lu konstrukcіj. Tekhnіchna dіagnostika
materіalіv konstrukcіj: fіzichnі osnovi,
matematichnі modelі, іnformacіjne za-
bezpechennya: Dovіdnikovij posіbnik u 8
tomah. L’vіv: PROSTІR-M, 2017. 302 p. [in
Ukrainian].
22. Karakurkchі G.V., Ved’ M.V., Ermolen-
ko І.YU., Sahnenko M.D. Elektrolіtichnі
pokrittya splavami zalіza dlya zmіcnennya
і zahistu poverhnі: monografіya. Harkiv:
NTU«HPI», 2017. 200 p. [in Ukrainian].
23. Sahnenko N.D., Ovcharenko O.O., Ved’
M.V. Metaloksidnі nanokompoziti: sintez
і vlastivostі. Harkіv: FOP «Brovіn O.V».,
2019. 156 p. [in Ukrainian].
24. Karakurkchi H., Ved’ M., Yermolenko I.,
Sakhnenko M. Electrolytic coatings Fe-
Mo(W) and Fe-Mo-W. Germany, Saar-
brücken: LAP VDM Publishing, 2019.
194 p.
25. Ermolenko І.YU., Karakurkchі G.V.,
Ved’ M.V., Sahnenko M.D. Gal’vanіch-
nі pokrittya ternarnimi splavami zalіza:
ФІЗИЧНА ХІМІЯ ЕЛЕКТРОХІМІЯ ФУНКЦІОНАЛЬНИХ МАТЕРІАЛІВ І СИСТЕМ (ЕФМС)
76 ISSN 2708-129X. Укр. хім. журн., 2021
formuvannya, vlastivostі. Harkіv: FOP
«Brovіn O.V»., 2019. 248 p. [in Ukraini-
an].
26. Kuntyi O., Yatsyshyn M., Zozulia G., Do-
brovetska O., Reshetnyak O. Electroche
mical synthesis of metal nanoparticles and
nanocomposites. Lviv: Lviv Polytechnic
Publishing House, 2019. 288 p. [in Ukrai
nian].
27. Karakurkchі G.V., Sahnenko M.D., Ved’
M.V., Majba M.V. Geterooksidnі kompo-
zicіjnі pokrittya na splavah alyumіnіyu
dlya ekotekhnologі. Harkіv: FOP "Panov
A.M.", 2020. 200 p. [in Ukrainian].
28. Yar-Mukhamedova G.Sh., Sakhnenko
N.D., Ved M.V. Nanocomposite electroly
tic coatings with defined functional pro
perties. Almaty: Kazakh University, 2020.
180 p. [in Ukrainian].
29. Kolbasov G.YA., Gorodyskij A. V. Processy
fotostimulirovannogo perenosa zaryada v
sisteme poluprovodnik-elektrolit. Kyiv:
Naukova dumka, 1993. 192 p. [in Ukraini-
an].
30. Kuz’mіns’kij E.V., Kolbasov G.YA., Tevtul’
YA.YU., Golub N.B.. Netradicіjnі elektro-
hіmіchnі sistemi peretvorennya energіi.
Kyiv: Akademperіodyka, 2002. 182 p. [in
Ukrainian].
Стаття надійшла 21.04.2021.
|
| id | oai:ojs2.1444248.nisspano.web.hosting-test.net:article-289 |
| institution | Ukrainian Chemistry Journal |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | English |
| last_indexed | 2026-07-23T01:06:03Z |
| publishDate | 2021 |
| publisher | V.I.Vernadsky Institute of General and Inorganic Chemistry |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | ucjorgua/54/7a8640aa669588b3061ad9692af88b54.pdf |
| spelling | oai:ojs2.1444248.nisspano.web.hosting-test.net:article-2892026-07-22T08:23:45Z ELECTROCHEMISTRY OF FUNCTIONAL MATERIALS AND SYSTEMS (EFMS) ЕЛЕКТРОХІМІЯ ФУНКЦІОНАЛЬНИХ МАТЕРІАЛІВ І СИСТЕМ (ЕФМС) Kolbasov , Gennadii Kublanovsky, Valeriy Bersirova, Oksana Sakhnenko , Mykola Ved, Maryna Kuntyi , Orest Reshetnyak , Oleksandr Posudievsky, Oleg electrochemical synthesis, composites, hybrid materials, coatings, structure, functional properties. The work is presented by the V. I. Vernadskii Institute of General and Inorganic Chemistry of the National Academy of Sciences of Ukraine for the State Prize of Ukraine in the field of science and technology. A new paradigm of the processes of electrochemical synthesis of functional materials has been created on the basis of the proposed theory of discharge-ionization of electrochemically active complexes and the laws of correlation between the functional properties of coatings and the fundamental characteristics and parameters of electrochemical kinetics. New approaches of surface engineering to the electrochemical synthesis and processing of materials that are capable of operating under extreme thermomechanical conditions under the simultaneous action of an aggressive medium have been developed. Innovatively promising technologies have been proposed for the formation of nanomaterials of new generation based on superalloys, metal oxide composites, photosensitive hetero- and nanostructures, electrically conductive polymers and their composites, etc. The main research directions in this work concern electrochemistry, both directly the method for the synthesis of new materials and the study and design of the electrochemical properties of materials / coatings / nanoparticles that cannot be obtained by other methods. The aim of the work was to develop the theoretical foundations of directed synthesis and to create a wide range of new competitive materials and systems on the basis of establishing the structural and functional patterns of their electrochemical formation. А number of novel competitive electrochemical materials (electrode and electrolyte materials for electrochemical power sources and supercapacitors, electro- and photocatalysts, sorption and optical materials, functional coatings, etc.) have been created as a result of the performed research. These materials are used in various fields of science and technology, namely, for alternative power generation, electrochemical power sources, nano- and microelectronics, electrochromic systems, electrocatalysis, ecosensorics, electrochemical synthesis of commercial products, photoelectrochemical systems, corrosion protection. The number of publications: 700, including 30 monographs (7 of them published abroad) and 39 chapters in collective monographs (30 of them published abroad), 36 textbooks (manuals), and 500 articles (350 of them published in foreign periodicals). The total number of references to the publications of the authors/h-index/i10-index (regarding the whole work) according to the databases is, respectively: Web of Science, 1856/21/52; Scopus, 2185/22/71; Google Scholar, 4903/33/148. The novelty and competitiveness of the technical solutions are protected by 33 valid patents (7 patents of Kazakhstan, China, USA). Eight doctoral dissertations (DSc) and 47 candidate's dissertations (PhD theses) on this subject matter have been defended. V.I.Vernadsky Institute of General and Inorganic Chemistry 2021-04-23 Article Article Physical chemistry Физическая xимия Фізична xімія application/pdf https://ucj.org.ua/index.php/journal/article/view/289 10.33609/2708-129X.87.03.2021.61-76 Ukrainian Chemistry Journal; Vol. 87 No. 3 (2021): Ukrainian Chemistry Journal; 61-76 Украинский химический журнал; ##issue.vol## 87 ##issue.no## 3 (2021): Ukrainian Chemistry Journal; 61-76 Український хімічний журнал; Том 87 № 3 (2021): Український хімічний журнал; 61-76 2708-129X 2708-1281 en https://ucj.org.ua/index.php/journal/article/view/289/161 Copyright (c) 2021 Gennadii Kolbasov , Valeriy Kublanovsky, Oksana Bersirova, Mykola Sakhnenko , Maryna Ved, Orest Kuntyi , Oleksandr Reshetnyak , Oleg Posudievsky https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0 |
| spellingShingle | Kolbasov , Gennadii Kublanovsky, Valeriy Bersirova, Oksana Sakhnenko , Mykola Ved, Maryna Kuntyi , Orest Reshetnyak , Oleksandr Posudievsky, Oleg ЕЛЕКТРОХІМІЯ ФУНКЦІОНАЛЬНИХ МАТЕРІАЛІВ І СИСТЕМ (ЕФМС) |
| title | ЕЛЕКТРОХІМІЯ ФУНКЦІОНАЛЬНИХ МАТЕРІАЛІВ І СИСТЕМ (ЕФМС) |
| title_alt | ELECTROCHEMISTRY OF FUNCTIONAL MATERIALS AND SYSTEMS (EFMS) |
| title_full | ЕЛЕКТРОХІМІЯ ФУНКЦІОНАЛЬНИХ МАТЕРІАЛІВ І СИСТЕМ (ЕФМС) |
| title_fullStr | ЕЛЕКТРОХІМІЯ ФУНКЦІОНАЛЬНИХ МАТЕРІАЛІВ І СИСТЕМ (ЕФМС) |
| title_full_unstemmed | ЕЛЕКТРОХІМІЯ ФУНКЦІОНАЛЬНИХ МАТЕРІАЛІВ І СИСТЕМ (ЕФМС) |
| title_short | ЕЛЕКТРОХІМІЯ ФУНКЦІОНАЛЬНИХ МАТЕРІАЛІВ І СИСТЕМ (ЕФМС) |
| title_sort | електрохімія функціональних матеріалів і систем (ефмс) |
| topic_facet | electrochemical synthesis composites hybrid materials coatings structure functional properties. |
| url | https://ucj.org.ua/index.php/journal/article/view/289 |
| work_keys_str_mv | AT kolbasovgennadii electrochemistryoffunctionalmaterialsandsystemsefms AT kublanovskyvaleriy electrochemistryoffunctionalmaterialsandsystemsefms AT bersirovaoksana electrochemistryoffunctionalmaterialsandsystemsefms AT sakhnenkomykola electrochemistryoffunctionalmaterialsandsystemsefms AT vedmaryna electrochemistryoffunctionalmaterialsandsystemsefms AT kuntyiorest electrochemistryoffunctionalmaterialsandsystemsefms AT reshetnyakoleksandr electrochemistryoffunctionalmaterialsandsystemsefms AT posudievskyoleg electrochemistryoffunctionalmaterialsandsystemsefms AT kolbasovgennadii elektrohímíâfunkcíonalʹnihmateríalívísistemefms AT kublanovskyvaleriy elektrohímíâfunkcíonalʹnihmateríalívísistemefms AT bersirovaoksana elektrohímíâfunkcíonalʹnihmateríalívísistemefms AT sakhnenkomykola elektrohímíâfunkcíonalʹnihmateríalívísistemefms AT vedmaryna elektrohímíâfunkcíonalʹnihmateríalívísistemefms AT kuntyiorest elektrohímíâfunkcíonalʹnihmateríalívísistemefms AT reshetnyakoleksandr elektrohímíâfunkcíonalʹnihmateríalívísistemefms AT posudievskyoleg elektrohímíâfunkcíonalʹnihmateríalívísistemefms |