Технология изготовления биокомпозиционных материалов

In the laboratory «the Technology equipment and branch processes» Moscow State University of Applied Biotechnology, V.V. Ilyukhin by means of the device equipped of the oscillograph with memory and high parametres, was revealed the phenomenon of generating unknown earlier and synchronisation of unipolar electric impulses by substances at phase transitions of the first kind and absence of generating of electric impulses at phase transitions of the second kind.

The given effect consists that discrete particles of substances (a molecule or groups of molecules) which can carry out each other rather freely phase transition, co-operate by means of as much as small forces depending on their relative positioning, tend to generating of unipolar electric impulses in the form of harmonic vibrations with identical amplitudes, frequencies and porosity. In during a lot of experiments spent by co-authors, received acknowledgement of the phenomenon of generating of electric impulses at phase transitions.

It is known that value of temperature, pressure or any other physical magnitude at which there is a phase transition, name a transition point. There are phase transitions of two kinds. At phase transition of the first kind by jump change such the substance characteristic as density, concentration of components, in a mass unit is allocated or absorbed quite certain quantity of heat named heat of phase transition. At phase transition of the second kind some physical parameter equal to nil on the one side from the point of transition, gradually grows at removal from a transition point in other side, thus density changes continuously, the heat is not allocated and not absorbed. Phase transition of the first kind is the widespread phenomenon in the nature. It concern: evaporation and condensation, fusion and crystallization, sublimation and de-sublimation in the hard phase, some structural transitions in iron bodies. The invention concerns to thermometry and can be used for measurement of temperature of substances at phase transitions.

The found out phenomenon is necessary for considering in processes heat and masstransfer substances, metrology, the electrokinetic phenomenons (micro-elektroosmos, microelektrofores) and microelektrolysis.

We received the patent «Metod of measurement of temperature of substances at phase transitions» № 2300097 on the basis of the found out phenomenon.

Use of the found out phenomenon for medicine in general and in the field of transplantology in particular, has essential scientific and applied value. We investigate only some questions for the present a little developed, but representing certain interest at studying of possibilities of optimisation in crushing processes under the influence of freezing, cutting and dehydration of bioobjects.


Процесс получения современных биокомпозиционных материалов, предназначенных для использования в реконструктивных операциях, является наукоемким и технологически сложным. Усилия абсолютного большинства ученых направлены на создание новых материалов, способных по своей потенции превосходить природные аналоги, в том числе и аутоткани, и реально влиять на процессы регенерации различных тканей. Включение в технологии изготовления пластических материалов достижения и результаты фундаментальных исследований является едва ли не единственно правильным направлением развития биотехнологии, как научно-прикладной науки.

В лаборатории кафедры «Технологическое оборудование и процессы отрасли» МГУ Прикладной Биотехнологии с помощью устройства, оснащенного осциллографом с памятью и высокой разрешающей способностью, было обнаружено неизвестное ранее явление генерирования и синхронизация униполярных электрических импульсов веществами при фазовых переходах первого рода и отсутствие генерирования электрических импульсов при фазовых переходах второго рода (В.В.Илюхин 2008).

Данный эффект состоит в том, что дискретные частицы веществ (молекулы или группы молекул), которые могут свободно относительно друг друга осуществлять фазовый переход, взаимодействуют посредством сколь угодно малых сил, зависящих от их взаимного расположения, имеют тенденцию к генерированию униполярных электрических импульсов в виде гармонических колебаний с одинаковыми амплитудами, частотами и скважностью. Многочисленными экспериментами, проведенными соавторами, получено подтверждение явления генерирования электрических импульсов при фазовых переходах.

Известно, что значение температуры, давления или какой-нибудь другой физической величины, при котором происходит фазовый переход, называют точкой перехода. Различают фазовые переходы двух родов. При фазовом переходе первого рода скачком меняются такие характеристика вещества, как плотность, концентрация компонентов, в единице массы выделяется или поглощается вполне определенное количество теплоты, называемое теплотой фазового перехода. При фазовом переходе второго рода некоторая физическая величина, равная нулю с одной стороны от точки перехода, постепенно растет при удалении от точки перехода в другую сторону, при этом плотность изменяется непрерывно, теплота не выделяется и не поглощается. Фазовый переход первого рода - широко распространенное в природе явление. К нему относятся: испарение и конденсация, плавление и кристаллизация, сублимация и десублимация.

Обнаруженное явление необходимо учитывать в процессах тепло и массопереноса веществ, метрологии, электрокинетических явлений (микроэлектроосмос, микроэлектрофорез) и микроэлектролиз. Нами получен патент на способ измерения температуры веществ при фазовых переходах (Патент РФ № 2300097) на основе обнаруженного явления. Учитывая и управляя указанными процессами становиться возможным получение неограниченного по своим физико-химическим, механическим и многим другим свойствам биокомпозиционных материалов с известными параметрами.

Использование обнаруженного явления для медицины вообще и в области трансплантологии в частности, имеет существенное научное и прикладное значение. Нами исследованы лишь некоторые вопросы, пока еще мало разработанные, но представляющие определенный интерес при изучении возможностей оптимизации процессов криоизмельчения, резания и обезвоживания биологических объектов.


¹Илюхин В.В., ²Лекишвили М.В., ¹Бурлев М.Я., ¹Зянкин М.Б.
¹Московский Государственный Университет Прикладной Биотехнологии (МГУПБ), ² ФГУ Центральный институт травматологии и ортопедии (ЦИТО) им. Н.Н. Приорова, Москва