Доктор технических наук, профессор, учёный и разработчик в области функциональных керамических материалов, инфракрасного излучения, прикладного материаловедения, специалист в области концентрированных энергетических воздействий, прикладной физики, катализа и кинетики.

Научная и педагогическая деятельность Рустама Хакимовича началась после окончания Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова в 1972 году. В том же году он начал работу младшим научным сотрудником в Физико-техническом институте Академии наук Узбекистана. В дальнейшем его научная деятельность была связана с исследованием светового и импульсного воздействия, синтезом материалов с заданными свойствами и разработкой технологий их практического применения.

Одним из важных этапов научной работы стало участие с 1974 года под руководством академика С. А. Азимова в проектировании научно-технического объекта «Солнце» и исследованиях по использованию концентрированных видов энергии для получения новых материалов. В рамках этих исследований изучались процессы дестабилизации оксидных соединений, получаемых плавлением в солнечных печах, и были предложены методы стабилизации их стехиометрического состава.

Научная школа и функциональные материалы

Одним из основных направлений деятельности Рустама Хакимовича стало создание научно-инженерного подхода к разработке материалов с заранее заданными свойствами.

Была разработана система расчёта состава и технологии синтеза материалов с заданным комплексом характеристик. На её основе создано более 1500 материалов, предназначенных для различных областей науки и техники. Среди полученных результатов выделяется исследования импульсного изменения удельного сопротивления, спектрально-импульсного преобразования оксидной керамики и сверхпластичности оксидных керамических материалов.

Особое место занимает функциональная керамика — материалы, свойства которых позволяют использовать их не только как конструкционные материалы, но и как преобразователи энергии, нагревательные элементы, инфракрасные излучатели, термопары и компоненты технологических установок.

На базе этих материалов были разработаны высокотемпературные керамические полупроводники, керамические термопары, инфракрасные излучатели с заданными спектрально-энергетическими характеристиками и другие функциональные материалы.

От фундаментальных исследований к промышленным технологиям

Характерная особенность работы Рустама Хакимовича Рахимова — переход от исследования свойств материалов к созданию готовых технологических процессов и оборудования.

На сайте автора представлены разработки для:

• инфракрасной сушки овощей и фруктов
• сушки хлопка-сырца
• сушки лакокрасочных материалов
• полимеризации и вулканизации
• пищевых жарочных и печных установок
• стерилизации
• инфракрасных медицинских установок
• получения активного кальция
• солнечной энергетики
• высокотемпературных печей
• высокотемпературных нагревателей и излучателей
• плёнко-керамических композитов
• специальных керамических материалов и футеровок.

Разработанные технологии получили более 100 внедрений на предприятиях и в организациях различных стран. Среди упомянутых организаций — предприятия Узбекистана, России, Германии, США, Сингапура, Малайзии и других стран. Отдельно отмечается использование разработанных керамических материалов в ряде оборонных и космических проектов.

Основные разработки

Функциональная керамика и инфракрасные излучатели

Одно из центральных направлений научной работы — создание керамических материалов с заданными спектральными характеристиками.

Представлены различные типы керамических инфракрасных излучателей — GI, AF, RC, RV, KL, KH, KB, ZB и ZC. Разработки включают как линейные излучатели на основе кварцевых трубок, так и источники локального воздействия.

Исследования функциональной керамики позволили создать материалы для высокотемпературного нагрева, инфракрасного излучения, сушки, термообработки, энергетических преобразователей и других технологических задач.

Инфракрасная сушка

На основе функциональной керамики разработаны установки для сушки овощей и фруктов. Технология позволяет проводить сушку при температурах от 40 °C и ориентирована на сохранение природных свойств продукта, включая вкус, аромат, биологически активные вещества и внешний вид. На сайте представлены различные модели сушильных шкафов и установок — «Астра», «Феруза-Восток», «Узбекистан», «Узбекистан 3», «ИКС-1» и «ИКС-2».

Отдельное направление — инфракрасная сушка хлопка-сырца. На сайте приведены результаты предварительных исследований, согласно которым применение функциональной керамики позволило снизить суммарный энергетический расход в 9,4 раза, а расход электроэнергии — более чем в 2,3 раза по сравнению с традиционным способом. Эти показатели следует рассматривать именно как опубликованные на сайте результаты конкретных исследований, а не как универсальные значения для всех условий сушки.

Сушка красок, полимеризация и вулканизация

Отдельная разработка связана с применением функциональной керамики в лакокрасочной и полимерной промышленности.

Керамический материал формирует последовательность импульсов, участвующих в процессах образования и роста полимерных цепей. Заявленным результатом является получение покрытия с высокой адгезией и устойчивостью к отслаиванию при деформации изделия.

На сайте приводятся результаты испытаний, согласно которым время полимеризации/сушки сокращалось с двух часов до 3,5 минуты, а энергопотребление — с 10 до 0,4 кВт·ч. Также заявляется возможность исключения ряда энергоёмких предварительных операций, включая фосфатирование и обезжиривание.

Стерилизация

Ещё одно направление — стерилизация с использованием керамических инфракрасных излучателей.

Авторская технология основана на использовании функциональной керамики как преобразователя исходного излучения в импульсное излучение с заданными характеристиками. На сайте описывается механизм воздействия на содержащуюся в микроорганизмах воду и приводятся результаты испытаний, в которых заявлена стерильность после короткой экспозиции.

На сайте представлены различные модели оборудования, в том числе IRX-2000, MC-1, «Фиал» и «Феруза», а также сравнительные характеристики стерилизаторов.

Плёнко-керамический композит

Одной из наиболее интересных разработок является плёнко-керамический композит на основе полиэтилена и функциональной керамики.

Согласно технологии, функциональная керамика вводится в полиэтилен в количестве 5–10 масс. %, при этом средний размер керамических частиц составляет 5–10 мкм. После смешения и грануляции полученный материал перерабатывается экструзией в плёнку.

Разработка исследуется прежде всего для применения в солнечной энергетике, гелиосушилках и сельском хозяйстве. На сайте описывается механизм спектрального преобразования солнечной энергии, а также приводится концепция использования композита для стабилизации температурного режима и изменения условий микроклимата в теплицах.

Этому направлению посвящена значительная часть научных публикаций Рахимова и его соавторов: от первых работ по трёхслойным композитным плёнкам до исследований радиационной сушки, солнечных воздухонагревателей и применения полимер-керамических плёнок в сельском хозяйстве.

Высокотемпературные материалы

Большой блок разработок связан с материалами, полученными на Большой солнечной печи (БСП).

На сайте представлены:

• керамические фильеры и резцы
• высокопористые футеровки
• материалы на основе диоксида циркония
• алюмомагнезиальная шпинель
• корундовые материалы
• хромиты редкоземельных элементов
• высокотемпературные нагреватели
• инфракрасные излучатели
• керамические термопары
• многослойные нагреватели
• материалы для высокотемпературных печей.

Для отдельных материалов указаны рабочие температуры до 1800–2300 °C, включая футеровки и нагревательные элементы для высокотемпературных процессов.

Патентное портфолио

Патентный раздел сайта показывает, что разработки Рустама Хакимовича охватывают несколько поколений технологий и различные области применения.

Среди авторских свидетельств представлены разработки по:

• шихтам для получения керамических материалов
• высокотемпературным электропроводящим керамическим материалам
• высокотемпературным нагревательным элементам
• высокотемпературным керамическим нагревателям
• технологии получения липазы
• донорным примесям.

Отдельный блок составляют патенты СССР, в том числе на способы и устройства стерилизации, стерилизатор и способ выпечки узбекских лепёшек.

Среди патентов Узбекистана на сайте указаны:

• IAP 04888 — способ получения активного цитрата кальция
• IAP 04287 — способ получения кальцийсодержащей биологически активной добавки
• IAP 01998 — электропроводящий керамический материал
• IAP 04844 — композиция для получения плёнко-керамического композита для гелиосушилок на основе полиэтилена
• IAP 04881 — способ сушки хлопка-сырца
• IAP 01975 — инфракрасно-излучающий керамический материал.

Патентная деятельность также представлена евразийскими, европейскими, турецкими и американскими патентами. Среди них — разработки инфракрасно-излучающих керамических материалов, электропроводящей керамики, технологий обработки материалов инфракрасным излучением и другие разработки.

Научные публикации

Публикационная деятельность Рустама Хакимовича охватывает несколько десятилетий.

На сайте заявлено более 200 публикаций, свыше 300 изобретений и более 20 монографий; также указано, что более 90 % работ опубликованы за рубежом либо представлялись на международных конференциях.

Тематика публикаций включает:

• функциональную керамику
• синтез высокотемпературных материалов
• импульсное инфракрасное излучение
• солнечную энергетику
• радиационную сушку
• плёнко-керамические композиты
• солнечные воздухонагреватели
• сушку хлопка
• фотоэнергетику
• инфракрасные медицинские технологии
• активный кальций
• применение функциональной керамики в промышленности.

Особенно заметна последовательная научная линия по плёнко-керамическим композитам: публикации посвящены солнечным воздухонагревателям с трёхслойной композитной плёнкой, радиационной сушке с использованием керамико-содержащей полимерной плёнки, перспективам применения композитных плёнок в гелиотехнике и сельском хозяйстве, исследованию функциональной керамики для солнечной сушки и механизму стабилизации температуры.

Более поздние публикации продолжают это направление. В частности, на сайте указаны работы “Synthesis of Materials by the Radiation Method and Their Application” и “Investigation of the Efficiency of Using a Film-Ceramic Composite in a Solar Dryer”, опубликованные в Applied Solar Energy в 2022 году.

Международное признание

Среди наград и признания авторский сайт выделяет Гран-при Германии «EINFACH GENIAL» («Просто гениально») 2003 года, а также серебряную медаль и диплом за разработку установки инфракрасной терапии с керамическим покрытием излучателя «Эмир».

Сайт также сообщает о применении разработанных материалов и технологий в различных промышленных организациях и проектах, включая предприятия Узбекистана и зарубежных стран. Отдельно упоминается использование 18 уникальных керамических материалов в проекте «Буран–Энергия».

Научная школа Рустама Хакимовича Рахимова

Научная школа Р. Х. Рахимова получила отдельное отражение в научной периодике. В журнале Computational nanotechnology в 2016 году был опубликован специальный цикл материалов под рубрикой «НАУЧНАЯ ШКОЛА РАХИМОВА Р. Х.», посвящённый исследованиям функциональной керамики, радиационным методам синтеза и созданию материалов с заданными свойствами.

В рамках этого цикла последовательно рассматривались экспериментальные и теоретические основы синтеза функциональной керамики, методы прогнозирования оптимального состава и технологии получения материалов, особенности их электрических, оптических и излучательных свойств, а также возможности практического применения.

Одним из центральных принципов научной школы является связь между составом материала, технологией его получения, структурой и конечными функциональными характеристиками. Такой подход позволяет рассматривать материал не только как вещество с определённым химическим составом, но и как специально созданный функциональный элемент для решения конкретной инженерной задачи.

В публикациях научной школы рассматриваются высокотемпературные и оксидные материалы, функциональная керамика, инфракрасные излучатели, импульсные радиационные процессы, электропроводящие керамические системы и материалы для различных технологических применений.

Научная школа Рахимова объединяет несколько взаимосвязанных направлений: синтез материалов с заданными свойствами; функциональную керамику; инфракрасное излучение и его преобразование; радиационные методы обработки; высокотемпературные материалы; технологии сушки и термообработки; полимер-керамические композиты; применение материалов в энергетике, промышленности, сельском хозяйстве и других областях.

Особенностью этого научно-инженерного подхода является последовательное движение от фундаментального исследования свойств вещества к созданию материала, функционального элемента, технологии и оборудования. В результате научные разработки получают возможность практического применения и дальнейшего промышленного развития.

Таким образом, термин «Научная школа Рахимова Р. Х.» в публикациях Computational nanotechnology отражает сформированное исследовательское направление, связанное прежде всего с функциональными материалами, керамикой, радиационными методами и разработкой материалов с заранее заданными свойствами.

Академические результаты