Запропановано нові високоефективні методи функціональної модифікація металевої поверхні похідними діамондоїдів, екстрактами рослинної сировини та природими компонентами корозійного середовища. Проведено комплексне дослідження структури та властивостей модифікованої поверхні. Встановлена антикорозійна та антискаланта еффективність екстрактів відходів агро-промислового комплексу (жому буряку, ріпаку та редьки). Ці властивості виявляють, зокрема, екстракти ріпаку та редьки за рахунок наявності у складі екстрактів природних полімерів (ізотіоціанантів ~ 40%). Визначення закономірностей формування шару на поверхні металу. Мікроскопічні дослідження свідчать, що товщина захисних плівок становить від 200 нм до 800 нм в залежності від модифікуючого реагенту, межі поділу фаз у системах: рідина/тверде тіло, газопарова фаза/тверде тіло. Встановлено залежності між адсорбційною активністю органічних сполук та енергетичними параметрами. Встановлено,що «зелені» екологічно-безпечні сполуки мають проявляють антикорозійні та антискалантні властивості. Розроблені композиційні суміші рослинних екстрактів із вмістом карбофункціональних алкокисиланів, що відрізняються здатністю формувати “смарт-наноструктури”, та забезпечують високі протикорозійні властивості покриттів. Встановлено режими ультразвукової обробки середовища, за яких відбувається посилення протикорозійних властивостей карбонатних осадів на поверхні металу. Зокрема встановлено, що ультразвукова обробка з інтенсивністю 2-4 Вт/см2 в процесі формування шару осаду підвищує його захисні властивості у 3-5 разів, зменшує тривалість формування захисного шару у 2 рази та зменшує його товщину. На основі отриманих даних розроблено технологічні рекомендації по ультразвуковій обробці промислових теплообмінників для захисту від накипу та корозії. Розроблено установку для дослідження антискалантних властивостей, що дозволяє проаналізувати ефективність реагентів саме для запобігання поверхневому накипоутворенню, а також значно прискорює тривалість отримання результату порівняно із відомими методиками. Використання розробленої установки дозволяє оцінювати одночасно антискалантні властивості реагентів та блокувальні властивості поверхневих шарів.
Результати роботи виконано у навчальному процесі в курсах «Комп’ютерна хімія», «Комп’ютерні технології в науковій та інженерній діяльності в технічній електрохімії», «Методи захисту металів від корозії та захист на стадії проектування».. Опубліковано 20 наукових статей, з яких 12 – у виданнях, що входять до науко метричних БД, 5 – у фахових наукових виданнях України; зроблено 11 доповідей на міжнародних наукових конференціях. Опубліковано 4 друкованих аркуша розділу монографії. Захищено 4 кандидатські дисертації з яких 1 дисертація на здобуття наукового ступеня к.т.н., 1 дисертація на здобуття наукового ступеня к.ф-м.н та двох дисертацій на здобуття наукового ступеня к.х.н. Робота відповідає світовому рівню. Компанією «АКВА-ХОЛДИНГ» (м. Дніпро) проведено дослідно-промислові випробування з використання інгібіторів.

Створено аналітичну довідку щодо основних методів кондиціонування стічних вод. Проведено аналіз усередненого складу стічних вод. Підібрано раціональні умови синтезу нових спеціалізованих реактантів для очищення і електрохімічної стабілізаційної обробки промислових і комунальних біологічно підготовлених стічних вод. Розроблено нову методику проведення електрохімічних досліджень процесів формування накипу і регулювання товщини і структури фазового мікрошару на поверхні металів при стабілізаційній обробці стічних вод. Визначено корозійні характеристики маловуглецевої сталі при різних температурних умовах з інгібітором та окисником при стабілізаційній обробці стічних вод. Встановлено параметри комбінованої дії УЗ і нових стабілізаційних реагентів на доочищену воду з метою утворення міцного фазового мікрошару з антикорозійними захисними властивостями. Виявлено основні закономірності процесів очищення модельних та реальних стічних вод від окремих полютантів та їх сукупності одиничними реактантами та раціональною їх комбінацією. Запропоновано метод комбінованої дії протинакипного та протикорозійного захисту металу теплообмінного обладнання. Визначено закономірності формування захисних шарів на поверхні теплообміну під дією ультразвуку в залежності від частоти і потужності при спільній спрямованій дії антискалантів та демінералізаторів. Встановлено механізм взаємодії окремих реагентів та їх науково обґрунтованої сукупності з полютантами різної природи і генезу стічних вод. Розроблено технологічні параметри процесу очищення різного складу вод запропонованими новими реагентами до нормативних вимог їх повторного і оборотного використання в промисловості, теплоенергетиці і в агрокомплексі. Запропоновано технологічну послідовність використання отриманих реактантів водоочищення в технології кондиціювання стічних вод для повторного їх використання.
Результати роботи впроваджено у навчальний процес: оновлено цикл лабораторних робіт з дисципліни «Управління водними ресурсами», «Теоретичні основи хімії та технології водопідготовки», «Технологія та обладнання очищення стічних вод» та «Інноваційні неорганічні речовини», що підтверджується Актами впровадження у навчальний процес лабораторних робіт «Визначення хімічних показників», «Визначення розміру домішок колоїдного ступеня дисперсності», «Дослідження впливу основних параметрів на ефективність коагуляції та визначення оптимальної дози коагулянту за допомогою джар-тесту» та «Кислотно-основні властивості металооксидних фотокаталітичних систем».
Захищено 3 кандидатські та 1 докторську дисертації, захищено 9 магістерських дисертацій. Опубліковано 20 наукових статей, із яких 10 – у виданнях, які входять до міжнародних наукометричних БД (Scopus), 10 статей у журналах, що включені до переліку наукових фахових видань України; 3 патенти України на корисну модель; 2 розділи в монографії (закордонне видання) та 2 монографії (вітчизняне видання); 1 підручник та 1 навчальний посібник; опубліковано тези 18 доповідей на 6 міжнародних наукових конференціях.

Запропановано нові методи «зеленого»/фітохімічного, утразвукового, сольвотермального та CVD синтезів нанодисперсних та наноструктурованих оксидних матеріалів, встановлено їх структури та виявлено їх фізико-хімічних властивості. «Зеленим»/фітохімічним методом синтезу отримано нанодисресії срібла (НЧ Ag) використовуючи як відновник та стабілізатор водні екстракти жмиха абрикосу (Prúnus armeníaca), винограду (Vitis), гранату (Punica) та чорної смородини (Ríbes), що дає можливість поліпшити екологічні параметри матеріалів та затрати при синтезі. Проведено комплексне дослідження фізико-хімічних властивостей отриманих нанодисперсій срібла. Мікроскопічні дослідження свідчать, що середній розмір частинок срібла становить до 80 нм. Встановлено, що нанодисперсії мають високу агрегативну стійкість. Визначена загальна антиоксидантна/антирадикальна активність відносно стабільних вільних радикалів системи ДФПГ (DPPH) -2,2-дифеніл-1-пікрилгідразил радикалу та системи (ABTS). Вивчена антибактеріальна дія відносно грам негативних та грам позитивних бактерій (Escherichia coli та B. subtilis). Електрохімічним методом циклічної вольтамперометрії досліджено окисно-відновні властивості нанодисперсій срібла. Отримано композитний матеріал на основі глинистих мінералів та нанодисперсного розчину срібла (НЧ Ag) та вивчено їх антибактеріальні властивості. Скануючою електронною мікроскопією доведено, що отриманий композит (Екстракт-AgNPs/Каолін композит) містить стабільні високодисперсні частинки нанорозмірного срібла розміром 20-80 нм. Отримані нанопорошки містять 6,6 % срібла. Проведена модифікація одержаним наночастинками срібла оксид титану (ІV) та вивчена його фотокаталітичнаактивність по відношенню до барвників в водних розчинах.
Результати роботи виконано у навчальному процесі в курсі «Нанохімія». Одна робота студента за темою досліджень отримала призове місце у Всеукраїнському конкурсі магістерських робіт. Опубліковано 4 наукові статті, з яких 2 – у виданнях, що входять до науко метричних БД, 2 – у фахових наукових виданнях України; зроблено 6 доповідей на міжнародних наукових конференціях. Опубліковано 3 друкованих аркуша розділу монографії. Захищено 3 магістерські дисертації. Робота відповідає світовому рівню. Компанією «Looky Look» (м. Київ) проведено дослідно-промислові випробування з використання нанодисперсій срібла (у косметична продукція: креми, лосьйони для обличчя).

Запропоновано нові методи синтезу металічних, металоксидних матеріалів та нанокомпозитів на їх основі із біосумісно/біорезистентними, фото /електрокаталітичнми, антиоксидантнми та антибактеріальними властивостями при використанні екологічних іонних рідин нового покоління. Встановлені режими процесів електрохімічного синтезу багатокомпонентних наноструктурованих Ni та Ni-W покриттів із неводних розчинів з каталітичними властивостями. Застосування в процесі синтезу низькотемпературних евтектичних розчинників (НЕР), дозволило отримати матеріали контрольованої морфології та складу для виготовлення нанокомпозитних та нанобіоміметичних матеріалів градієнтнофункціонального спектру призначення — фотокаталізатори, антиоксиданти, сорбенти для водоочищення, матеріали/електроди із покриттям, що мають каталітичні властивості. Визначені основні фізико-хімічні та колоїдно-хімічні властивості нових розчинників (молочна кислота–бетаїн/або пролін, холін хлорид–амінокислота (бетаїн/або пролін), холін хлорид–поліоли (1,2-пропандіол/пропіленгліколь): електропровідність, рН, в’язкість та екстракційна ефективність. «Зеленим» методом синтезу отримано нанодисресії срібла (НЧAg) та золота (НЧAu) використовуючи як відновник та стабілізатор екстракти жому томату, винограду на основі НЕР, що дає можливість поліпшити екологічні параметри матеріалів та затрати при синтезі. Проведено комплексне дослідження фізико-хімічних властивостей отриманих нанодисперсій срібла та золота. Мікроскопічні дослідження свідчать, що середній розмір частинок срібла становить до 15-25 нм та 5-15 нм для НЧAg та НЧAu, відповідно. Встановлено, що нанодисперсії мають високу агрегативну стійкість. Визначена загальна антиоксидантна/антирадикальна активність відносно стабільних вільних радикалів системи ДФПГ (DPPH) -2,2-дифеніл-1-пікрилгідразил радикалу та системи AБТС (ABTS) 2,2-азино–біс(3–етилбензтіазоліно–6–сульфонова кислота). Вивчена антибактеріальна дія відносно грам негативних та грам позитивних бактерій (Escherichia coli та B. Subtilis). та грибів Сandida. Проведено тест на ген токсичність нанодисперсій (Allium test) і підтверджено низьку токсичність наночастинок. Проведена модифікація одержаними наночастинками срібла низьковартісних керамічних підложок та вивчено їх антибактеріальні властивості.
Результати роботи використано у навчальному процесі в ОК, «Токсикологічна хімія». Опубліковано 21 наукова стаття, з яких 10 – у виданнях, що входять до науко метричних БД, 11 – у фахових наукових виданнях України; зроблено 15 доповідей на міжнародних наукових конференціях. Опубліковано 2 др. ар. розділу монографії мовою країн, які входять до Організації економічного співробітництва та розвитку (далі – ОЕСР) та 10,2 др.а українським видавництвом державною мовою. Матеріали увійшли до 2 навчальних посібника для здобувачів спеціальності 161 Хімічні технології та інженерія. Захищено 6 магістерських дисертації, та 2 дисертацій на здобуття наукового ступеня доктора філософії із спеціальності 161. Хімічні технології та інженерія, 101. «Екологічна безпека» та при підготовці 1 докторської дисертації (05.17.14 – Хімічний опір матеріалів та захист від корозії) Робота відповідає світовому рівню. Від компаній «Експерт косметик» та УКРОРГСИНТЕЗ одержано листи підтримки для подальшого опробування розроблених підходів виробництв нових матеріалів.

Доповнено наукові знання щодо кінетичних ускладнень прямого електрохімічного окиснення оксиду азоту на благородних металах і напівпровідникових оксидах перехідних металів та їх модифікованих композицій, за яких швидкість цільової реакції виявилася меншою за швидкість побічних, що надмірно збільшує похибку вимірювань. Одержано нове наукове знання щодо термодинамічної можливості окиснення оксиду азоту гомогенною йод-йодатною медіаторною редокс-системою у водному розчині, кінетична доцільність чого доведена експериментально завдяки виявленій ексклюзивній селективності напівпровідникового діоксиду титану на поверхні титанової основи до реакції відновлення галогенового медіатора. Створено дослідний зразок та технічний опис триелектродного сенсора з титан-діоксиднотитановим 3D-електродом і медіаторною йод-йодатною системою для прямого, безпосереднього і ексклюзивно селективного вимірювання оксиду азоту(ІІ); сенсор доповнить лінійку уніфікованої серії КПІ ім. Ігоря Сікорського.
Одержано принципово нове наукове знання щодо кінетики газофазних реакцій і показано, що окиснення оксиду азоту хлором наштовхується на неочікувані кінетичні ускладнення при тому, що зі слабшим окисником, киснем, реакція перебігає легше, а для сірководню взагалі вперше вдалося реалізувати газофазне кулонометричне титрування хлором з похибками менше 5 %. Одержано нове наукове знання щодо можливості та кінетики (кінетичні графічні залежності) електрохімічного самовільного окиснення оксиду азоту на діоксиді мангану у системі з твердою гетерополісурмяною кислотою, а також на дрібнодисперсному перманганаті калію на носії з силікагелю, які принципово не потребують осушення газової проби на відміну від існуючих аналогів.
Створено сенсор з медіаторним каталізом відновлення діоксиду азоту для зворотного редокс-метода доповнено третім, компенсаційним електродом і одержано нове наукове знання щодо апаратної компенсації фонового струму шляхом опозитного включення струмів робочого і компенсаційного електродів, завдяки чому сумарний фоновий струм знизився втричі, й відповідно знизилася нижня межа вимірювання. Створено систему моніторингу оксиду азоту зворотним редокс-методом з безеталонним вимірюванням діоксиду азоту, утвореного попереднім окисненням визначуваного газу у фільтр-трубках з вперше розробленими окиснювачами, які не потребують осушення газової проби; встановлено, що створена система забезпечує похибку вимірювання менше 4 % без будь-яких калібрувань і повірок.
Результати роботи впроваджено у навчальний процес:видано Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт з дисципліни «Інноваційні сенсорні методи для моніторингу техногенних середовищ «[Електронний ресурс]: для студентів спеціальності 161 «Хімічні технології та інженерія» спеціалізації «Електрохімічні технології неорганічних та органічних матеріалів» рівня «магістр. Опубліковано 30 наукові праці, з яких 14 – у виданнях, які входять до міжнародних наукометричних БД (Scopus, Web of Science); опубліковано 1 монографію. Подано 2 патенти на винахід і 4 на корисну модель та одне свідоцтво на авторське право на Звіт і одне свідоцтво авторського права на твір (монографія). Результати розробки сенсорів відповідають світовому рівню, а створена безеталонна система немає аналогів в світі. Результати роботи використано на підприємствах ТОВ НВП «Оріон»; ТОВ «ВІАВЕСТ», ФОП «Левчук» на основі госпдоговірної тематики, що підтверджено актами випробування, апробації та впровадження.

Адитивне виробництво металевих деталей методом локального електроосадження – новий перспективний напрям, що має ряд унікальних особливостей. Використання електролізу дозволяє виготовляти металеві вироби за кімнатної температури з високою точністю при малих енергетичних витратах. Точність та швидкість електрохімічного 3д-друку знаходяться в оберненій залежності, а тому важливим є пошук оптимальних умов електроосадження з максимальною швидкістю без погіршення точності. Комп’ютерним моделюванням встановлено оптимальні умови електроосадження: відстань між краєм капіляра та поверхнею, на якій відбувається осадження, не більше 0,5 мм, електроліт, в якому величина оберненого нахилу катодної поляризаційної кривої становить не нижче 2000 мА/(Всм2) та електропровідність не вище 0,02 См/с. Досліджено вплив складу електроліту на обернену поляризованість катодного процесу та його електропровідність. Підібрано оптимальний склад електроліту, що містить 200 г/л CuSO4, 60 г/л H2SO4, 0,2 г/л KCl та добавку RUBIN T-200. В обраному електроліті величина оберненого нахилу катодної поляризаційної кривої становить 2120 мА/(Всм2). Проведено верифікацію процесу локального електроосадження в обраному електроліті при статичному електроформуванні циліндричного об’єкту діаметром 4 мм і висотою 100 мкм, а також при русі робочого електрода і формуванні об’єкту у формі кільця. Визначено, що за межами капіляру робочого електрода осаджено не більше 5 %.
Захищено 1 докторську, 1 магістерська дисертація. До роботи залучено 3 студенти. Опубліковано 3 статті у виданні, що індексується у БД Scopus, 2 статті у фахових виданнях України. Зроблено 4 доповіді на всеукраїнських та міжнародних конференціях. Подано 1 заявку в Україні на корисну модель.

Проєкт спрямований на вирішення проблеми оперативного виявлення небезпечних речовин у прісних водних об’єктах, що з’явились внаслідок військової агресії росії. В проєкті передбачена розробка інноваційного оперативного та мобільного способу визначення нітрогенвмісних сполук у воді в надзвичайно малих кількостях, що слугують маркерами вибухових речовин або продуктів їх розкладу.
За 2024 рік отримано індикаторні полімерні та керамічні мембрани на визначення нітрит-іонів у воді. Встановлено закономірності модифікування рядом агентів-аналітами – біхромат-іонами, антипірином, реактивом Гріса та йодидом калію та показано перспективність використання реактиву Гріса для модифікування мембран. Встановлено вихідний склад та температуру прожарювання керамічних матриць, які слугуватиме основою для подальшого їх активування, модифікування та нанесення активного до нітрогенвмісних сполук шару.
Результати роботи впроваджено у навчальний процес, що підтверджується Актами впровадження у навчальний процес 2х лабораторних робіт в ОК «Моніторинг та попередження забруднення води» та лабораторної роботи в ОК «Сучасні методи водопідготовки та водоочищення». Отримано Акт впровадження дослідних зразків мембран та Акти випробування твердофазної та рідкої селективної індикаторної системи.
Захищено 4 магістерських дисертацій. Опубліковано 2 наукові статті, із яких 1 – у виданнях, які входять до міжнародних наукометричних БД (Scopus), 1 статей у журналах, що включені до переліку наукових фахових видань України; подано заявку на патент на корисну модель та заявку на Патент на винахід; подано 1 розділ в монографії (закордонне видання) та 1 розділ монографії (вітчизняне видання); опубліковано тези 5 доповідей на міжнародних наукових конференціях.

Проєкт направлений на створення нових функціональноорієнтованих гібридних гідрогелевих матеріалів та нанокомпозитів на їх основі із використанням екологічних іонних рідин нового покоління. На основі комплексу теоретичних та експериментальних досліджень будуть розроблено спосіб та визначені параметри одержання гібридних гідрогелевих матеріалів і евтектогелів, встановлено вплив умов одержання на їх фізико-хімічні та функціональні властивості з подальшим встановленням технологічних особливостей одержання матеріалів різного хімічного складу і морфології медико-біологічного, технологічного та екологічного призначення. Зокрема, особливу увагу буде приділено визначенню факторів цілеспрямованого колоїдно-хімічного керування властивостями гідрогелів, на основі нового типу іонних рідин – низькотемпературних евтектичних розчинників, кінетиці полімеризації, способах введення модифікатора і процесах внутрішнього наноструктурування металів в металонаповнених гідрогелевих композитах, що дозволить розробити технологічні рекомендації щодо складів полімерних розчинів і методик отримання гібридних гідрогелевих матеріалів з комплексом прогнозованих функціональних властивостей (покращеними фізико-механічними теплофізичними, струмопровідними, магнітними і сорбційними властивостями, високою біосумісністю та пролонгуючою дифузною здатністю стосовно бактерицидів, антибіотиків, протизапальних, знеболюючих сполук, які можуть застосовуватись на етапі лікування, медичної евакуації та реабілітації з метою надання своєчасної та ефективної домедичної допомоги на полі бою).

Проєкт спрямований на вирішення проблеми, яка визначена запитом Міністерства захисту довкілля та природних ресурсів України, а саме, створення новітніх селективних індикаторних систем для виявлення забруднювачів у морській воді і на підставі цього оцінки стану морського довкілля України. Актуальність проблеми обумовлена екологічними викликами, повʼязаними зі збройною агресією рф, руйнуванням греблі Каховської ГЕС та необхідністю розробки заходів ремедіації морського довкілля для забезпечення сталого використання морських ресурсів, зазначених в Стратегічних цілях морської природоохоронної політики відповідно до Рамкової директиви про морську стратегію. Для створення новітніх селективних індикаторних систем будуть використані сучасні наукові підходи та оригінальні методики. Отримані в рамках проєкту системи для виявлення забруднюючих речовин будуть орієнтовані на дескриптори якості, що представлені в Стратегії. Науковим результатом проєкту будуть оригінальні рецептури індикаторних систем, на основі яких будуть розроблені портативні селективні індикаторні крапельні та твердофазні (порошки, мембрани) системи. Додатково планується розробка пропозицій щодо ремедіації морських вод та уточнення критеріїв оцінки стану морського довкілля України.

Результати роботи впроваджено у навчальний процес, що підтверджується Актами впровадження у навчальний процес лабораторних робіт в ОК «Управління водними ресурсами і водокористуванням». Отримано 3 Акти дослідного випробування рідкофазних індикаторних систем (крапельних тестів) та індикаторного паперу для виявлення катіонів нікелю, плюмбуму та алюмінію у зразках води.
Захищено 2 магістерські дисертації та 1 дисертацію доктора філософії. Опубліковано 4 наукові статті, із яких 1 – у виданнях, які входять до міжнародних наукометричних БД (Scopus), 3 статті у журналах, що включені до переліку наукових фахових видань України; подано 2 заявки на патент на корисну модель та 1 заявку на Патент на винахід; подано 2 розділи в монографії (закордонне видання); опубліковано тези 7 доповідей на міжнародних наукових конференціях.