Винаходи та інновації. Винахідники України
  Національний університет «Львівська політехніка»
 
Науково-дослідна робота є одним із пріоритетів діяльності Національного університету «Львівська політехніка». Вона проводиться за різними напрямами у галузях, що є визначальними для інноваційного розвитку країни. Щороку науковці вишу отримують близько 100 патентів на винаходи та корисні моделі.
Нижче представлено деякі винаходи та розробки, захищені охоронними документами.
Засоби та способи покращення керованості й якості електроенергетичних систем. Створено модуль для аналізу впливу характеристик фільтрів вищих гармонік на показники несинусоїдного режиму електричної мережі; модуль розрахунку елементів електричних мереж, який дозволяє адекватно моделювати ферорезонансні процеси в реальних електромережах з електромагнітними трансформаторами напруги; програмний модуль для імітаційного моделювання статичної системи збудження. Практичне застосування запропонованих моделей, методів, способів аналізу та розрахунку дозволяє суттєво покращити керованість, якість і надійність електроенергетичних систем, опрацювати оптимальні стратегії їх розвитку та покращення керованості.
Система розпізнавання технологічних стадій та
оптимального керування режимами плавлення в дугових
печах на основі нейронної мережі
Системи автоматичного керування автономними вітроенергоустановками, які завдяки ефективному використанню низькопотенціальних вітрів, оптимальному регулюванню електричного навантаження та системі захисту акумуляторних батарей забезпечують значно кращі енергетичні й експлуатаційні показники (порівняно з аналогами), сприяють підвищенню енергетичної ефективності та продовженню терміну служби вітроенергоустановок, суттєвому зменшенню втрати електричної енергії на шляху перетворення її параметрів та передачі до споживача.
Інтелектуальна система оптимального керування електричними режимами дугової сталеплавильної печі за критеріями енергоощадності, яка дозволяє здійснювати оперативне керування режимами плавлення у дуговій сталеплавильній печі та адаптацію до зміни координатних і параметричних збурень за допомогою нейтронної мережі верхнього рівня. Порівняно з відомими розробками характеризується можливістю оптимального керування режимами плавлення, в 1,4 рази нижчою встановленою потужністю силового електрообладнання і, відповідно, нижчою вартістю. Має менші спотворення синусоїдності струмів дуг та напруги мережі. Створено ієрархічну багатоконтурну систему, яка має розширені функціональні можливості з реалізації стратегій багатокритеріального оптимального керування, зокрема за узагальненими критеріями енергоощадності.
Радіаційностійкі сенсори на основі легованих ниткоподібних кристалів кремнію, що не втрачають працездатності в екстремальних умовах експлуатації, які можна застосовувати у різних галузях науки і техніки, зокрема, в авіакосмічній та кріогенній техніці, кріоенергетиці тощо. Ці сенсори мають широкий інтервал вимірювальних тисків, робочих температур (4,2–500 К), стійкі до електронного і радіаційного опромінення до флюенсу 1017 см-2, можуть працювати у сильних магнітних полях (до 14 Тл).
Термоелектричний сенсор
температури та різниці
температур
Розробки в галузі молекулярної енергетики та наноелектроніки. Створено нові види джерел енергії — іоністори, наногенератори струму, — призначені для електронної промисловості й енергетики. Вперше для цих пристроїв було застосовано технологію супрамолекулярних ансамблів ієрархічної архітектури, розроблено інтеркаляційний спосіб формування наноструктур та сформовано наноструктуру нової конфігурації (з почерговими 2D-напівпровідниковими і 2D-іонними нанопрошарками), яка виявляє функціональну гібридність, проявляючи себе на низьких частотах як іоністор, а на високих — як високоякісний радіочастотний конденсатор. Перспективним для використання є іоністор, який може застосовуватися у різних галузях електроніки й електротехніки як елемент блоків пам’яті, систем автономного живлення, пристроїв згладжування провалу напруги пікових перевантажень низько- і високопотужних електричних сіток, каскадів підсилення потужності сонячних елементів та хімічних джерел струму, для генерації потужних сигналів інфранизьких частот, а також для систем конденсаторного запуску двигунів внутрішнього згорання і в електромобілебудуванні. Збільшення питомої енергоємності більш ніж у 1,4 рази та зменшення енергозатрат на його виготовлення зумовлюють ефективність розробки і її інноваційну привабливість.
Сенсорний багатоканальний пристрій картографування магнітних полів медичних циклотронів, який завдяки своїм функціональним характеристикам і точності, оригінальній методиці калібрування безпосередньо в досліджуваному об’ємі магнітного поля є унікальним вимірювальним інструментом високоточного дослідження розподілу магнітних полів циклотронних магнітів.
Новий клас наноструктурованих елементів — магнітні блокатори постійного струму та безкотушкові лінії затримки, параметрами яких можна керувати термічно, електрично чи оптично, що дає підстави для розвитку нового напряму в нанофотоелектроніці й наноенергетиці. Виявлено нові ефекти та явища, які забезпечують широке практичне застосування сформованих наноструктур як структур радіочастотних конденсаторів із суттєво вищою питомою ємністю порівняно з відомими, а також нанофотоіоністорів надвеликої ємності, аналогів яким немає.
Сенсорний багатоканальний пристрій картографування
магнітних полів медичних циклотронів
Інтелектуальні давачі з функціями розпізнавання, класифікації, прогнозування та передбачення (для потреб металургії, матеріалознавства, машинобудування).
Сонячні елементи як автономні джерела живлення на гнучких елементах, які перетворюють енергію світла на електричну та забезпечують безперебійну роботу портативних електронних приладів за довільного рівня освітленості (від 5% до 100%) як під час руху, так і в стаціонарному положенні завдяки більшій ефективності відбору енергії. Сьогодні найдорожчим компонентом джерел живлення є сонячні елементи, а ефективніший відбір енергії дозволяє зменшити їх кількість без зменшення обсягу виробленої енергії. Завдяки гнучкості (до 25%) основних складників автономних джерел живлення вони можуть бути встановлені на різні текстильні вироби (парасолі, одяг, намети), легко транспортуються та зручні у користуванні.
Нові каталітичні системи для процесів окиснення циклогексану, які крім індивідуального каталізатора містять низку ефективних добавок, що змінюють його властивості та дозволяють підвищити активність і селективність. Розроблено ефективний каталізатор естерифікації та технології одержання діестерів аліфатичних дикарбонових кислот і спиртів, які можуть бути використані як висококиплячі розчинники і пластифікатори полімерів. Ці каталітичні системи дозволяють покращити техніко-економічні показники виробництва за рахунок зменшення витратних коефіцієнтів на основні види сировини й енергоресурсів.
Нові функціональні нанокомпозити — олігоелектролітні носії та нанорозмірні системи контрольованої доставки ліків і нанорозмірні люмінесцентні, рентгеноконтрастні та плазмонрезонансні маркери патологічних клітин (для біомедичного застосування).
Інтегровані активно-пасивні засоби радіомоніторингу мікрохвильового діапазону для використання в радіолокаційних системах моніторингу, під час розроблення радіопристроїв, створення радіометричних або інтегрованих систем міліметрового діапазону хвиль, системи виявлення і розпізнавання об’єктів. Інтегровані засоби вперше дозволили розробити багаторівневий метод комплексування даних у багатоканальних системах супутникового зондування, який в оптичному діапазоні удвічі зменшує ймовірність похибки виявлення цілей.
За результатами досліджень отримано патенти України на такі технології:
Автономні джерела живлення на гнучких елементах
– формування наноструктур із почерговими фоточутливими напівпровідниковими та магнітоактивними нанопрошарками із забезпеченням прояву в них гігантського магніторезистивного ефекту при кімнатній температурі. Отримано наноструктури, які сприяють розвитку нових молекулярних накопичувачів енергії з підвищеною питомою енергією та потужністю, що дає можливість забезпечити ефективне енергозбереження пристроїв спінтроніки. Використання функціонально-гідридних енергонакопичувальних блоків дозволить акумулювати енергію, а також пропонувати каскади підсилення потужності сонячних елементів;
– основи синтезу нових типів ініціаторів та мономерів, зокрема поверхнево-активних із прогнозованою реакційною здатністю, на основі моно-, ди- та полісахаридів для одержання біосумісних полімерів, водонабрякаючих і біодеградабельних полімерних композиційних матеріалів та прищеплених до поверхні сахаридовмісних полімерів, а також полімерних носіїв лікарських засобів. Модифікування отриманими сахаридовмісними олігомерами нанорозмірних носіїв надає їм високу біологічну толерантність та дозволяє використовувати їх для транспортування протипухлинних препаратів у живих організмах. Перспективними галузями застосування цих методик є хімія, технологія ініціаторів і мономерів, медицина та біотехнології (для створення імплантатів, носіїв клітинних культур і біореакторів), утилізація відходів переробки природних полімерів, сільське господарство, деревообробна та харчова промисловість;
– одержання полімерної і дрібнодисперсної сірки та водню плазмохімічним розкладом сірководню. Створено новий метод перероблення сірководню плазмохімічним розкладом із подальшим контрольованим охолодженням продуктів розкладу за присутності спеціально підібраних додатків органічної та неорганічної природи, який дає змогу отримати спеціальні сорти сірки (полімерну і дрібнодисперсну) та супутній продукт (водень). Порівняно зі світовими аналогами отримання полімерної сірки плазмолізом сірководню дає можливість зменшити кількість стадій технологічного процесу й одержати продукт вищої термостабільності із вмістом основної речовини не менше 90%;
Дія доксорубіцину на людські клітини раку молочної
залози — клітини MCF-7 (мертві клітини на малюнку «б»):
а) Докс (0,3 мг/мл, 4 год.); б) Докс (0,3 мг/мл, 20 год.)
– відновлення і ремонт деталей машин теплоенергетики та приладобудування, що ґрунтуються на підвищенні функціональних властивостей конструкційних матеріалів — зносотривкості й корозійної тривкості. Запропоновано шляхи створення захисних бар’єрних шарів поверхневим лазерним легуванням корозійнотривких сталей, що мають функціональні властивості нових матеріалів. Технічні рекомендації можуть бути використані у мікроелектроніці, під час виготовлення та експлуатації магнітогідродинамічних систем, створення, експлуатації й утилізації свинцевих акумуляторів, літієвих зарядних пристроїв, для захисту поверхні спечених постійних магнітів.
Актуальність винаходів та розробок науковців університету підтверджена нагородами, здобутими на конкурсах у галузі новаторства і винахідництва. Так на конкурсі Державної служби інтелектуальної власності України «Винахід року» для виявлення найперспективніших розробок та залучення вітчизняних й іноземних підприємців та інвесторів, спеціальну відзнаку «За використання енергоощадних технологій для видобутку нафти» отримав винахід Національного університету «Львівська політехніка» «Спосіб керування електроприводом штангової глибинонасосної установки».
Вул. Степана Бандери, 12, м. Львів, 79013. Тел.: 0 (32) 258-26-01.
E-mail: rector@polynet.lviv.ua. Web-сайти: www.lp.edu.ua, nauka.lp.edu.ua
Національний університет водного господарства та природокористування   ]   зміст   [   Одеський національний морський університет