SCIENTIFIC PLAN
Head
mptarassov@gmail.com
N/A
Head
vkytin@abv.bg
N/A
Head
rositsatitorenkova@imc.bas.bg
(+359)883433469
Научен план на направление „Минералогия и минерални суровини“ (2024-2026)
През периода 2024-2026 г. в научното направление „Минералогия и минерални суровини“ ще продължат изследванията в рамките на утвърдените приоритети на ИМК-БАН „Изследване на минерали и минерални системи с цел определяне на техния състав, структура и свойства. Разработване на генетични модели за търсене и проучване на находища на минерални суровини“ и „Изучаване на важни за опазването и екологосъобразното използване на околната среда природни и техногенни минерални системи“. Научният план на направлението добре се вписва в Националната стратегия за развитие на научните изследвания 2020 (в части 1, 2, 3 и 4: енергия, зелени и еко-технологии; здраве и качество на живота; нови материали и технологии; културно-историческо наследство).
Thematically, the research tasks are grouped into 3 groups.
1. Състав, структура и свойства на минерали и минерални системи. Задачите от тази група разглеждат: (1) кристалохимия и генезис на акцесорни минерали (циркон, монацит, ксенотим, апатит, титанит) и продукти от тяхната промяна в магматични и метаморфни скали от Югозападна и Северозападна България; (2) кристалохимия и реална структура на уникални и редки минерали; (3) хидротермално-седиментно рудообразуване в Западния Балкан – продукти, процеси, системи и модел; (4) второстепенни елементи и елементи-следи в златно-сребърни руди от Крумовградското златорудно поле; (5) микроструктурни, минераложки и химични трансформации при метаморфизма на скалите от висококристалинния фундамент на Южна България. В резултат от проведените изследвания се очаква да бъдат получени нови данни за минералогията, геологията и полезните изкопаеми на България, важни за изясняване на генезиса скалите и находища, за търсещо-оценъчни работи, за геохимични и металогенни корелации, за оценка на природната радиоактивност на скалите и радиоекологичните рискове.
2. Фазово-минераложка и химична характеристика на въглища, биомаса и твърди продукти от нейното изгаряне, пиролиза и газификация. Задачите по темата разглеждат възобновяеми (биомаса) и невъзобновяеми (въглища) твърди горива на предмет тяхното: (1) фазово-минераложко и химично характеризиране, класифициране и типизиране;
(2) комплексно, безотпадно и екологосъобразно оползотворяване; (3) приложение в създаването на нови материали; (4) въздействие върху околната среда. Целта на задачите в дългосрочен план е да се характеризира фазово-минераложкия и химичен състав на: (1) въглища и смеси на въглища с биомаса; (2) полукоксувани и коксувани продукти от пиролиза и газификация на въглища; и (3) отпадни продукти (пепели, сгурии и шлаки) от изгаряне и газификация на въглища. Получените резултати ще има фундаментално и приложно значение (класифициране и типизиране на въглища и продукти от тяхното изгаряне; усъвършенстване на технологичните процеси; комплексно, безотпадно и екологосъобразно оползотворяване на суровините и твърдите отпадни продукти от използването на въглища; създаване на нови материали; и други).
3. Археоминераложки изследвания за целите на придобиване на нови знания и съхраняване на културно-историческото наследство на България. В рамките на този тематичен пакет ще се изследват: (1) фазовия и химичния състави на природните пигменти, използвани в декорацията на тракийски подмогилни гробници и съоръжения (изследванията са част от междуинститутския проект на БАН „Траките – генезис и развитие на етноса, културни идентичности, цивилизационни взаимодействия и наследство от древността”; (2) археоминералогия на древния златодобивен рудник Ада тепе (Източни Родопи) (изследванията ще се извършват съвместно с НАИМ-БАН); (3) археоложки артефакти (брадви и теслички) от регионалния музей в г. Кюстендил (химичен и минерален състав; произход; технология на производство и техника на изработка). В резултат от проведените изследвания ще бъдат получени нови данни за развитието на праисторическата и античната материални култури по българските земи. 3. Археоминераложки изследвания за целите на придобиване на нови знания и съхраняване на културно-историческото наследство на България. В рамките на този тематичен пакет ще се изследват: (1) фазовия и химичния състави на природните пигменти, използвани в декорацията на тракийски подмогилни гробници и съоръжения (изследванията са част от междуинститутския проект на БАН „Траките – генезис и развитие на етноса, културни идентичности, цивилизационни взаимодействия и наследство от древността”; (2) археоминералогия на древния златодобивен рудник Ада тепе (Източни Родопи) (изследванията ще се извършват съвместно с НАИМ-БАН); (3) археоложки артефакти (брадви и теслички) от регионалния музей в г. Кюстендил (химичен и минерален състав; произход; технология на производство и техника на изработка). В резултат от проведените изследвания ще бъдат получени нови данни за развитието на праисторическата и античната материални култури по българските земи.
Thematically, the research tasks are grouped into 3 groups.
1. Състав, структура и свойства на минерали и минерални системи. Задачите от тази група разглеждат: (1) кристалохимия и генезис на акцесорни минерали (циркон, монацит, ксенотим, апатит, титанит) и продукти от тяхната промяна в магматични и метаморфни скали от Югозападна и Северозападна България; (2) кристалохимия и реална структура на уникални и редки минерали; (3) хидротермално-седиментно рудообразуване в Западния Балкан – продукти, процеси, системи и модел; (4) второстепенни елементи и елементи-следи в златно-сребърни руди от Крумовградското златорудно поле; (5) микроструктурни, минераложки и химични трансформации при метаморфизма на скалите от висококристалинния фундамент на Южна България. В резултат от проведените изследвания се очаква да бъдат получени нови данни за минералогията, геологията и полезните изкопаеми на България, важни за изясняване на генезиса скалите и находища, за търсещо-оценъчни работи, за геохимични и металогенни корелации, за оценка на природната радиоактивност на скалите и радиоекологичните рискове.
2. Фазово-минераложка и химична характеристика на въглища, биомаса и твърди продукти от нейното изгаряне, пиролиза и газификация. Задачите по темата разглеждат възобновяеми (биомаса) и невъзобновяеми (въглища) твърди горива на предмет тяхното: (1) фазово-минераложко и химично характеризиране, класифициране и типизиране;
(2) комплексно, безотпадно и екологосъобразно оползотворяване; (3) приложение в създаването на нови материали; (4) въздействие върху околната среда. Целта на задачите в дългосрочен план е да се характеризира фазово-минераложкия и химичен състав на: (1) въглища и смеси на въглища с биомаса; (2) полукоксувани и коксувани продукти от пиролиза и газификация на въглища; и (3) отпадни продукти (пепели, сгурии и шлаки) от изгаряне и газификация на въглища. Получените резултати ще има фундаментално и приложно значение (класифициране и типизиране на въглища и продукти от тяхното изгаряне; усъвършенстване на технологичните процеси; комплексно, безотпадно и екологосъобразно оползотворяване на суровините и твърдите отпадни продукти от използването на въглища; създаване на нови материали; и други).
3. Археоминераложки изследвания за целите на придобиване на нови знания и съхраняване на културно-историческото наследство на България. В рамките на този тематичен пакет ще се изследват: (1) фазовия и химичния състави на природните пигменти, използвани в декорацията на тракийски подмогилни гробници и съоръжения (изследванията са част от междуинститутския проект на БАН „Траките – генезис и развитие на етноса, културни идентичности, цивилизационни взаимодействия и наследство от древността”; (2) археоминералогия на древния златодобивен рудник Ада тепе (Източни Родопи) (изследванията ще се извършват съвместно с НАИМ-БАН); (3) археоложки артефакти (брадви и теслички) от регионалния музей в г. Кюстендил (химичен и минерален състав; произход; технология на производство и техника на изработка). В резултат от проведените изследвания ще бъдат получени нови данни за развитието на праисторическата и античната материални култури по българските земи. 3. Археоминераложки изследвания за целите на придобиване на нови знания и съхраняване на културно-историческото наследство на България. В рамките на този тематичен пакет ще се изследват: (1) фазовия и химичния състави на природните пигменти, използвани в декорацията на тракийски подмогилни гробници и съоръжения (изследванията са част от междуинститутския проект на БАН „Траките – генезис и развитие на етноса, културни идентичности, цивилизационни взаимодействия и наследство от древността”; (2) археоминералогия на древния златодобивен рудник Ада тепе (Източни Родопи) (изследванията ще се извършват съвместно с НАИМ-БАН); (3) археоложки артефакти (брадви и теслички) от регионалния музей в г. Кюстендил (химичен и минерален състав; произход; технология на производство и техника на изработка). В резултат от проведените изследвания ще бъдат получени нови данни за развитието на праисторическата и античната материални култури по българските земи.
Научен план на направление „Експериментална минералогия и кристалография“ (2024-2026)
За периода 2024–2026г. в рамките на Научноизследователския план на ИМК-БАН учените от направление „Експериментална минералогия и кристалография“ ще продължат да влагат усилията си в две традиционни за звеното научни области: "Синтез и кристализация на минерали и материали" и "Моделиране на природни процеси и системи". Главните обекти на изследване и обосновката за това са обобщени, както следва:
1. Synthesis of microporous and layered materials with desired functionality in the field of sorption, ion exchange of toxic cations and analogs of radioactive ones (zeolite-like materials, titano-, zircono-, stano-silicates, etc.).
2. Ion exchange and structural characteristics of exchanged natural zeolites - habazite, mordenite, clinoptilolite, for the needs of medicine and environmental protection.
3. Thermochemical and crystallochemical features of layered and microporous materials with emphasis on the determination of heat-sorption, hydration and anion/cation exchange characteristics. Methods for efficient drying of food and agricultural products based on natural and synthetic sorbents, with low energy consumption, will be developed. A dissertation is being prepared on a topic related to the thermochemical and crystal chemical features of minerals-hydroxysalts (anionic clays).
4. Получаване на нови нецентросиметрични метало-органични фази от важно значение за различни приложения в областта на преобразуване на честотата, фотониката и оптоелектронни технологии. Ще се използват карбамид, тиокарбамид и техни производни молекули с добре изучени кристалохимични свойства и сравнително голям диполен момент. 5. Изследване структурни и термични свойства на калциево-фосфатни системи (природни и синтетични апатити) с традиционно приложение за получаване на фосфорни торове и подобрители на почвите.
6. Research on structural and thermal properties of calcium-silicate and carbonate systems (composite minerals cements-zeolites-technological products) to achieve optimal chemical compositions and desired technological (mechanical and rheological) indicators for the needs of construction.
7. Study of structural and thermal properties of iron-containing sulfide and sulfate minerals (pyrite concentrates after flotation processing) and their synthetic analogues for solving environmental and technological problems related to the extraction of harmful and valuable components from them (Cu, Au, Ag, And others).
8. Синтез на Cu, U, Fe, Zn, Cd и Cr металоорганични-съединения тип MOF с използването на карбоксилни киселини като лиганди и смесени лигандни системи и пост-синтетичен обмен на металния център на МОF с оглед получаване на флуоресцентни материали; сорбция на азот, CO2 и други газове.
The upgrade of the available electronic version of the bibliographic database concerning the study of minerals in Bulgaria continues. New records will be added, derived mainly from the geological periodicals in Bulgaria for 2017-2020, as well as from the accessible mineralogical databases from the Internet. All this will contribute to the completeness of the table and increase its functionality, and a real product in 3 years could be a work like encyclopedias.
A new task for the department is formulated as follows: New research on the mineral diversity of Bulgaria. The idea is for joint work, combining the capabilities and assets of mixed teams from Bulgarian museums with repositories of mineral collections (NMZH, NPM-BAS) and scientists from IMC-BAS with the aim of studying the mineral wealth of our country. The possible researches, based on the more modern and more precise equipment and competence of the specialists in the field at the present time, are related to the revision of the existing ones, as well as to obtaining new information on the subject.
1. Synthesis of microporous and layered materials with desired functionality in the field of sorption, ion exchange of toxic cations and analogs of radioactive ones (zeolite-like materials, titano-, zircono-, stano-silicates, etc.).
2. Ion exchange and structural characteristics of exchanged natural zeolites - habazite, mordenite, clinoptilolite, for the needs of medicine and environmental protection.
3. Thermochemical and crystallochemical features of layered and microporous materials with emphasis on the determination of heat-sorption, hydration and anion/cation exchange characteristics. Methods for efficient drying of food and agricultural products based on natural and synthetic sorbents, with low energy consumption, will be developed. A dissertation is being prepared on a topic related to the thermochemical and crystal chemical features of minerals-hydroxysalts (anionic clays).
4. Получаване на нови нецентросиметрични метало-органични фази от важно значение за различни приложения в областта на преобразуване на честотата, фотониката и оптоелектронни технологии. Ще се използват карбамид, тиокарбамид и техни производни молекули с добре изучени кристалохимични свойства и сравнително голям диполен момент. 5. Изследване структурни и термични свойства на калциево-фосфатни системи (природни и синтетични апатити) с традиционно приложение за получаване на фосфорни торове и подобрители на почвите.
6. Research on structural and thermal properties of calcium-silicate and carbonate systems (composite minerals cements-zeolites-technological products) to achieve optimal chemical compositions and desired technological (mechanical and rheological) indicators for the needs of construction.
7. Study of structural and thermal properties of iron-containing sulfide and sulfate minerals (pyrite concentrates after flotation processing) and their synthetic analogues for solving environmental and technological problems related to the extraction of harmful and valuable components from them (Cu, Au, Ag, And others).
8. Синтез на Cu, U, Fe, Zn, Cd и Cr металоорганични-съединения тип MOF с използването на карбоксилни киселини като лиганди и смесени лигандни системи и пост-синтетичен обмен на металния център на МОF с оглед получаване на флуоресцентни материали; сорбция на азот, CO2 и други газове.
The upgrade of the available electronic version of the bibliographic database concerning the study of minerals in Bulgaria continues. New records will be added, derived mainly from the geological periodicals in Bulgaria for 2017-2020, as well as from the accessible mineralogical databases from the Internet. All this will contribute to the completeness of the table and increase its functionality, and a real product in 3 years could be a work like encyclopedias.
A new task for the department is formulated as follows: New research on the mineral diversity of Bulgaria. The idea is for joint work, combining the capabilities and assets of mixed teams from Bulgarian museums with repositories of mineral collections (NMZH, NPM-BAS) and scientists from IMC-BAS with the aim of studying the mineral wealth of our country. The possible researches, based on the more modern and more precise equipment and competence of the specialists in the field at the present time, are related to the revision of the existing ones, as well as to obtaining new information on the subject.
Научен план на направление „Структурна кристалография и материалознание“ (2024-2026)
Направление “Структурна кристалография и материалознание” наброява 11 учени със степени и звания и 2-ма специалисти. Научната дейност на направлението е насочена към определяне на кристалната структура, фазово-химичния състав и свойствата на синтетични и модифицирани монокристални и поликристални материали, минерали, порести материали, белтъци, ДНК и т.н. Прилагат се и се разработват разкични техники за йонтрол на кристалния растеж и физични методи за изследване и характеризиране на минерали и материали. Извършва се структурна и кристалохимична интерпретация на кристални структури на базата на наличните в ИМК апарати и методи. Попълват се кристалографски, спектроскопски и други бази данни за идентификация на съществуващи и нови фази. Екипът осъществява синтез на нови химични съединения със зададена структура и свойства свързани с фундаментални изследвания и приложения за нуждите на екологията, катализа, медицината, нелинейната оптика, минералогията и кристалографията. Изучава се фазовият състав на минерални системи и процесите на тяхното изменение и модифициране. Попълват се спектроскопски бази данни за минералите. Основните научни задачи по които се работи в направлението са:
1. Synthesis, structural characterization and application of new small organic molecules with multifunctional directionality of observed interactions: co-crystallization, complexes with metals and macromolecules (DNA and proteins).
2. TEM (SAED, HRTEM, STEM-XEDS) of nanosized materials and nanominerals.
3. Zeolite-polymer hybrid materials with specified properties.
4. Synthesis of microporous and mesoporous materials from natural and man-made waste raw materials.
5. Synthesis and characterization of materials with biological applications.
6. Determination of chemical composition and geochemical characteristics of solid phase objects with isotope mass spectrometry.
1. Synthesis, structural characterization and application of new small organic molecules with multifunctional directionality of observed interactions: co-crystallization, complexes with metals and macromolecules (DNA and proteins).
2. TEM (SAED, HRTEM, STEM-XEDS) of nanosized materials and nanominerals.
3. Zeolite-polymer hybrid materials with specified properties.
4. Synthesis of microporous and mesoporous materials from natural and man-made waste raw materials.
5. Synthesis and characterization of materials with biological applications.
6. Determination of chemical composition and geochemical characteristics of solid phase objects with isotope mass spectrometry.
ANNUAL REPORTS
BG