2009 წლის სამეცნიერო-ტექნოლოგიურ სამუშაოთა პროგრამის მოკლე ანგარიში

1) 2009 წლის საბაზო დაფინანსების ფარგლებში განსახორციელებელი პროგრამა:
“არატრადიციული და განახლებადი ენერგიების ელექტროენერგიაში გარდაქმნის მეთოდების, მასალებისა და ტექნოლოგიების დამუშავება დენის ავტონომიური წყაროების შესაქმნელად; თერმოდინამიკურად არაწონასწორულ პირობებში მოდიფიცირებული მასალების მიღება; კრიოტექნოლოგიური დანადგარებისა და ბაზალტ-კომპოზიციური მასალების დამუშავება და მზე-დედამიწის ურთიერთქმედებასთან დაკავშირებული გეომაგნიტური პროცესების, ელექტრომაგნიტური გამოსხივების ადამიანის ორგანიზმზე ზემოქმედებისა და მიწისქვეშა უცხო სხეულების დეტექტირების კვლევა”
I ქვეპროგრამა:
“ჰელიოთერმოელექტროგენერატორის შემადგენელი ოპტიკური ღუმელისა და თერმოელექტრული გენერატორის დამუშავება”.
- შექმნილია ლაზერული პარალელური სხივების შემცველი ოპტიკური სტენდი და მისი გამოყენებით შესრულებულია ჰთეგ-ისათვის გამიზნული კასეგრენის ტიპის ოპტიკური ღუმელის შემადგენელი პარაბოლური და ჰიპერბოლური სარკეების იუსტირებისა და ურთიერთშეთანხმების სამუშაოები. ჩატარებულია ოპტიკური ღუმელის გამახურებელის მასალის შერჩევითი სამუშაოები და დამზადებულია მისი საცდელი ნიმუში. დასრულებულია ჰთეგ-ის ოპტიკური ღუმელის საკონსტრუქტორო სამუშაოები და დამზადებულია მისი ცალკეული კვანძები. შესრულებულია ჰთეგ-ის ოპტიკური სისტემის მზის მიდევნების მოწყობილობის ელექტრონული მართვის სქემის შერჩევითი სამუშაოები და დამზადებულია მისი ზოგიერთი კვანძი.
- დამზადებულია Si0,80Ge0,20+2მოლ.%GPGფუძეზე n- და p-ტიპის თერმოელექტრული მასალებისა და Si0,93Mo0,07+0,02 ატ.%B შედგენილობის ჰაერზე 1100°C-მდე მომუშავე საკომუტაციო მასალის შენადნობები და გამოჭრილია მათგან შესაბამისად საცდელი შტოები და ფირფიტები. სინთეზირებულია ინტერმეტალიდი FeS2, გამოჭრილია გრაფიტის საკომუტაციო ფირფიტები და დაფენილია მათი ზედაპრზე FeS2-ს 20-30 მკმ სისქის ფენა. ფორმირებულია აღნიშნულ თერმოელექტრულ და საკომუტაციო მასალებს შორის კომუტაციური გადასვლები და შესწავლილია მათი ელექტროფიზიკური და თერმომექანიკური მახასიათებლები. დამუშავებულია თხევადი მინის ფუძეზე მრავალკომპონენტიანი კაზმი თერმოელექტრული მასალების შტოების მაღალტემპერატურული, მექანკურად მტკიცე, ელექტროიზოლიაციური შეკავშირებისათვის.
- შესწავლილია ლოგერებით მზის ჯამური რადიაციის პოტენციალი საქართველოს მაღალმთიან სოფლებში: ხოშარა, ჭოჩო, აფშო, კაწყლხევი, უკან-ხადუ, წინხადუ, ზეისტეჩო, მუცო და ხახაბო. მზის რადიაციის საშუაო დღიური მაღალი პოტენციალი დაფიქსრდა სოფლებში: აფშო - 6,10 კვტ.სთ/მ2; ხოშარა - 6,40 კვტ.სთ/მ2; წინხადუ - 5,10 კვტ.სთ/მ2; დაბალი პოტენციალი კი სოფლებში: ხახაბო - 3,90 კვტ.სთ/მ2 და მუცო - 3, 10 კვტ.სთ/მ2. გაზომვის შედეგებიდან გამომდინარე სოფლებსი აფშო, ხოშარა, და წინხადუ მზის ფოტოელექტრული გარდამქმნელები ეფექტურად იფუნქციონირებენ.
II ქვეპროგრამა:
“Si-Ge-ის n- და p- ტიპის თერმოელექტრული შენადნობების მიღება და მათი სტრუქტურისა და თვისებების გამოკვლევა”
- მიღებულია Si0,80Ge0,20 მყარი ხსნარის ფუძეზე n- ტიპის გამტარობის 0,5-დან 5,0 მოლურ %-მდე GaP-ს და p- ტიპის გამტარობის 2,0 და 5,0 მოლ.% GaP-სა და 0,1 ატ.%B-ის შემცველი წვრილმარცლოვანი სტრუქტურის თერმოელექტრული შენადნობები.
- შესწავლილია მიღებული შენადნობების მიკროსტრუქტურა (შემადგენელი მარცვლების ზომები, ფორმა, მარცვლის საზღვრები ფორმის ცვლილება) ოპტიკურ მიკროსკოპზე МИМ-7 და Neophot-21.50-დან 200-მდე გადიდების პირობებში.
- შესწავლილია ელექტრონული ანალოგიური გარდამქმნელი მოწყობილობის გამოყენებით ეტაციონური და საცდელი თერმოელექტრული Si-Ge ნიმუშების ელექტროგამტარობა, სითბოგამტარობა და ზეებეკის კოეფიციენტი 20-850°C ინტერვალში და დადგენილია გაზომვების ცდომილების მნიშვნელობები.
- განსაზღვრულია n- ტიპის Si-Ge შენადნობების მიკროსისალის, ძვრის აბსოლუტური მოდულისა და დრეკადობის ძვრის მნიშვნელობები. შესწავლილია ლეგირების ხარისხის, თერმული დამუშავებისა და დეფორმაციის გავლენით დისლოკაციების ძვრადობის ცხრილების კანონზომიერებანი.
- განსაზღვრულია p- ტიპის შენადნობების მიკროსისალე და ძვრის მოდულის მნიშვნელობები ოთახის თემპერატურაზე; ტემპერატურულ ინტერვალში შესწავლილია ფარდობითი წაგრძელებისა და ძვრის მოდულის ცვლილების ხასიათი, განსაზრვრული ფიქსირებულ ტემპერატურაზე, 20-800°C ინტერვალში თერმული გაფართოების ხაზოვანი კოეფიციენტის, ძვრის მოდულისა და დრეკადობის ზღვრის მნიშვნელობები.
- შესწავლილია 20-800°C ტემპერატურულ ინტერვალში ცხლადდაწნეხილი n- და p- ტიპის Si-Ge-ის თერმოელექტრული შენადნობების შინაგანი ხახუნის სპექტრები გრეზითი რხევების 0,5-5 ჰც სიხშირეებისა და 5.10-5-1.10-3 ციკლური დეფორმაციის დეფექტების მოძრაობის აქტივაციის ენერგიისა და სიხშირის ფაქტორის მნიშვნელობები. გაანალიზებულია აღნიშნული დეფექტების ტიპების, კონცენტრაციის, ელექტრული აქტიურობისა და თერმული მდგრადობის გავლენა საცდელი შენადნობების ელექტროფიზიკურ მახასიათებლებსა და სითბოგამტარობაზე.
- გამოვლენილია მეტალოკერამიკული მეთოდით მიღებული Si-Ge-Gap და Si-Ge-GaP-B ნიმუშებში გრეხითი რხევების ენერგიის გაბნევის ინტენსიურობის ფონის მაღალი ინტენსიურობა, შედარებით დაბალი სითბოგამტარობა, რელაქსაციური პროცესების აქტივაციის ენერგიის შემცირების ტენდეცია მასიურ კრისტალებთან შედარებით.
- გამოვლენილია n- და p- ტიპის Si-Ge შენადნობებში თგკ.-ის, ძვრის მოდულისა და შინაგანი ხახუნის სპექტრის ჰისტერეზისული მდგენელის ანომალური ცვლილება, რომელიც განპირობებულია მაღალი კონცენტრაციით სტრუქტურული დეფექტების შემცველი არეებში ფაზური გარდაქმნელების ტიპის პროცესებით: შესწავლილია ჰისტერეზისტული ტიპის პროცესების ინტენციურობაზე ციკლური დეფორმაციისა და მაღალტემპერატურული მოწვების (850 და 1020-800°C, 5 სთ) გავლენა და გაანალიზებულია მათზე წერტილოვანი დეფექტების, მალეგირებელი კომპონენტების (Ge,B)და გარეშე ზემოქმედების გავლენის მექანიზმები.
- დადგენიულია, რომ თერმულად სტაბილური მაღალი თერმოელექტრული პარამეტრებით ხასიათდებიან მეტალოკერამიკული მეთოდით ცხლადდაწნეხილი n- და p- ტიპის Si0,80Ge0,20+2 მოლ.%GაP და Si0,80Ge0,20+2მოლ.%GAP+0,1 ატ.%B ნიმუშები.

III ქვეპროგრამა:
“თერმოდინამიკურად არაწონასწორულ პირობებში მოდიფიცირებული მასალების შექმნა”
- საკვლევ მასალად შერჩეულია ხვრელური გამტარებლობის პოლიკრისტალური β-რომბოედრული ბორი. 1-1,5 მმ სისქის, 2,25-2,34 გრ•სმ-3 სიმკვრივისა და 99,9% ატომური სისუფთავის ნიმუშები მიღებულია 1370-1570 K ტემპერატურაზე აირული ფაზიდან გრაფიტზე ბორის ქიმიური დაფენით. შესწავლილია Si და Ge ატომების იონების ფლუენსებით 1016, იონ•სმ-2 ოთახის ტემპერატურებზე ბორის ნიმუშების კუთრი ელექტროგატარობა - σ, ომ-1•სმ-1, თერმოელექტრომამოძრავებელი ძალის კოეფიციენტი - α, მკვ•Κ-1. ოთახის ტემპერატურებზე 1%-მდე ატ. იმპლანტირებული ბორი ამჟღავნებს აქცეპტორულ თვისებებს. წონასწორული თერმოდინამიკის მოთხოვნებისაგან საგრძნობლად განსხვავებული ტემპერატურისგან 2000 Κ იონური იმპლანტაციით ოთახის ტემპერატურებზე მიღწეულია β-ბორის 200-250 ნანომეტრულზომებიანი ზედაპირული ფენების საწყისი σ =10-4-10-5, იონ•სმ-2 ორი რიგით ზრდა, საწყისი α=210-330, მკვ•Κ-1 რამოდენიმეჯერ შემცირება. იონიმპლანტირებული მალეგირებელი ატომების ელექტროაქტიობა თვისობრივად ემთხვვა თერმოდინამიკურად წონასწორულ პირობებში მიღებულ ლიტერატურულ შედეგებს
- ჩატარებულია ნანოსტრუქტურულ მდგომარეობაში YB ანუ O მაღალტემპერა-ტურული ზეგამტარი კერამიკის (მტზკ) მიღების პრობლემების ანალიზი 1999-2009 წლების მონაცემებით. მტზკ-ის უახლესმა გამოკვლევებმა გამოავლინეს სტექიომეტრიიდან გადახრილი ნანოსტრუქტურული ნაერთების ფორმირების შესაძლებლობა. გამოვლინდა, რომ ბოლომდე არ არის გაანალიზებული ცვლადი შემადგენლობის ფაზების არსი, რომლთა ფორმირება ნაერთების ვაკანსიების, ძვრის სტრუქტურების, ორეულოვნების ტიპითა და სხვა დეფექტებით განსაზღვრული არასტექიომეტრიის შედეგად ხორციელდება. ამდენად კვლევათა გაგრძელება უცილებლობას მოითხოვს.
IV ქვეპროგრამა:
1. კრიომანიპულატორის დამუშავება სამედიცინო დანიშნულებისათვის.
კრიოთერაპია არის სიცივით მკურნალობის მაღალეფექტური ტექნოლოგია, რომელიც უზრუნველყოფს ორგანიზმის დამცველი ძალების მობილიზაციას სხვადასხვა დაავადებების დროს. ამ მეთოდს აქვს მკვეთრად გამოხატული ტკივილგამაყუჩებელი, ანთების საწინააღმდეგო, სისხლძარღვთა გამაფართოებელი რეპარატიულ – რეგენერატული ქმედებები, რომელთა შედეგად მნიშვნელოვნად უმჯობესდება სისხლის მიკროცირკულირება, ხდება ნივთიერებათა ცვლის სტიმულირება და იზრდება ორგანიზმის იმუნოლოგიური დაცვის მექანიზმები.
ამ მიზნით:
- ჩატარდა კრიომანიპულატორის ინჟინრული გათვლები;
- კერიოფოტობაროთერაპიისათვის დამუშავებულია კრიომანიპულატორის კონსტრუქცია და დამზადების ტექნოლოგია;
- დამუშავებულია საკონსტრუქტორო დოკუმენტაცია.

2. ბაზალტ-კომპოზიციური მასალების დამუშავება ტექნოლოგიური დანიშნულებისათვის.
მრეწველობის სხვადასხვა დარგების ინტენსიურ განვითარებასთან დაკავშირებით საგრძნობლად გაზრდილია მოთხოვნილება მეტალებზე და მათ შენადნობებზე. თუ გავითვალისწინებთ იმ გარემოებას, რომ საქართველოში მკვეთრად იგრძნობა მეტალის ნაკლებობა, დღეისათვის ერთ-ერთ ძირითად პრობლემას წარმოადგენს მეტალებისა და შენადნობების ალტერნატიული, მათთან შედარებით გაუმჯობესებული ფიზიკო-ქიმიური და ეკოლოგიურად უფრო სუფთა თვისებების მქონე მასალის მოძიება და მისი პრაქტიკული გამოყენება. ერთ-ერთ ასეთ მასალას წარმოადგენს ვულკანური წარმოშობის ბაზალტი.
ამ მიზნით:
- ბაზალტ ტექნოლოგიის განვითარების პერსპექტივის გათვალისწინებით პეტროგრაფიული მეთოდით ჩატარებულია მადნეულისა და მარნეულის ბაზალტური ქანების ქიმიური ანალიზი.
- წარმოდგენილია წვრილი, ულტრა და ზეწვრილი ბაზალტის ბოჭკოს მიღების ტექნოლოგიის ერთ-ერთი შესაძლო ვარიანტი და განსაზღვრულია მისი გამოყენების არეალი.
V ქვეპროგარამა:
"მზე-დედამიწის ურთიერთქმედებასთან დაკავშირებული გეომაგნიტური პროცესებისა და ელექტრომაგნიტური გამოსხივების ადამიანის ორგანიზმზე ზემოქმედების კვლევა, მიწისქვეშა უცხო სხეულების დეტექტირება და დისკრიმინაცია
- ბრტყელი პლაზმური ჭავლის დინების მდგრადობის პირობებისა და მის მიერ გამოსხივებული ელექტრომაგნიტური ტალღების სიხშირული სპექტრის დადგენა პლაზმის კუმშვადობისა და სასრულო გამტარებლობის გათვალისწინებით.
- გრავიტაციული ტალღების სიხშირული სპექტრის თავისებურებების დადგენა.
- ადამიანის ორგანიზმის მიერ ელექტრომაგნიტური გამოსხივების შთანთქმის კუთრი სიჩქარისა და ტემპერატურის ნაზრდის განაწილებას შორის კორელაციის დადგენა.
- სწრაფი, ზუსტი და ფიზიკუად სრულყოფილი პირდაპირი და შებრუნებული მოდელების კომბინირება აუფეთქებელი ჭურვების იდენტიფიცირების ამოცანებში.
პირველ ორ ამოცანაზე მუშაობის პროცესში გამოიკვეთა გარკვეული ანალოგია სითხისა და დაუჯახებელი არაიზოთერმული პლაზმური ბრტყელი ჭავლების დინების მდგრადობის საკითხებში. კერძოდ აღმოჩნდა რომ შეიძლება შემოღებული იქნას მაგნიტური ძალწირების დაჭიმულობის ძალა, რომელიც ასეთივე მასტაბილიზირებელ ეფექტს ახდენს მაგნიტურ ჰიდროდინამიკაში (მჰდ), როგორსაც სითხის ზედაპირული დაჭიმულობის ძალა ჰიდროდინამიკაში. დადგენილი იქნა ამ ძალის ანალიზური გამოსახულება უკუმშვადი, იდეალურად გამტარი პლაზმისთვის. კვლევებმა აჩვენეს, რომ ისევე როგორც კაპილარული ტალღების შემთხვევაში, მაგნიტური ძალწირების დაჭიმულობის ძალა ახდენს მოკლეტალღიანი მჰდ შეშფოთებების სტაბილიზაციას.
გაგრძელდა კვლევები გრავიტაციული ტალღების თეორიის კრიტიკული ანალიზის მიმართულებით. ნაჩვენები იქნა, რომ არსებული თეორია არაკორექტულია და საჭიროებს გადახედვას. უკრაინის სამეცნიერო-ტექნიკურ ცენტრში წარდგენილია პროექტი სახელწოდებით "გრავიტაციული და კაპილარული ტალღების ახალი თეორია", რომელმაც უცხოელი კოლაბორატორების დადებითი შეფასება მიიღო.
შემუშავებულია გულსიხლძარღვთა და კაპილარული სისტემის მოდელები, განვითარებულია სისხლძარღვების გენერირების ალგორითმი, სისხლის კაპილარული მიმოქცევის მოდელი.
დამხარე გამომსხივებლების და გაუს-ნიუტონის მეთოდების გამოყენებებით ინვერტირებულია ობიექტის და გარემოს ელექტრომაგნიტური პარამეტრები, შექმნილია შესაბამისი გამოთვლითი კოდი.