Search

This study is aimed at comparing the use of zinc oxide (ZnO), titanium dioxide (TiO2), and aluminium oxide (Al2O3) for removing lead ions from water through adsorption. The point of zero charge was obtained for ZnO, TiO2, and Al2O3 and was found to be 7.3, 7.1, and 9.0, respectively. The effect of pH, adsorbent dose, contact time, initial concentrations, and temperature was investigated in batch experiments. The optimal conditions obtained were 7, 2 g/L, 120 mins, 100 ppm, and 41°C, respectively, where the optimal removal efficiencies were 98.43%, 96.45%, and 85.50% for ZnO, TiO2, and Al2O3, respectively. In addition, analyses of adsorption kinetics, mechanisms, isotherms, and thermodynamics were performed. The adsorption kinetics of Pb(II) were compared to popular models, and it was found that the pseudo-second-order (PSO) model best fitted the Pb(II) uptake for all adsorbents at correlation coefficient ( R 2 ≥ 0.96 ). The adsorption isotherms of Pb(II) were also compared to popular models, and it was found that the Pb(II) uptake by TiO2 and ZnO was well-described by the Langmuir model ( R 2 ≥ 0.96 ) with maximum adsorption capacities of 55.04 and 58.88 mg/g, respectively. On the other hand, the behaviour of Al2O3 is described more accurately by the Dubinin-Radushkevich (D-R) model ( R 2 = 0.96 ), and the maximum adsorption capacity was 53.64 mg/g. The isotherm analysis proved that the limiting step of the adsorption process is the film diffusion mechanism. In addition, studying the heat of adsorption of Pb(II) implied that the adsorption is endothermic due to the positive values of enthalpy ( Δ H ° ≥ 30 ) for all adsorbents. The absorbents were characterized using scanning electron microscopy (SEM) and energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX) to study the morphology of surfaces and the chemical characterization of the adsorbents to ensure that adsorption is achieved. ZnO showed better performance for the uptake of lead followed by TiO2 then Al2O3.

Owing to the COVID-19 pandemic, huge amounts of disposable face masks have been manufactured and used, and these discarded face masks have to be treated. In this study, we propose a simple approach for reusing the nonwoven polyester fabric (NWPF) from disposable face masks. In this approach, NWPF is utilized as a supporter for coating of a layer of graphene oxide/Fe3O4/chitosan (GFC) to form a GFC/NWPF adsorbent at room temperature via a simple spray coating method that does not require any solvent. The specific properties of GFC, NWPF, and the GFC/NWPF adsorbent were analysed via X-ray diffraction, transmission electron microscopy, ultraviolet–visible spectroscopy, vibrating sample magnetometry, and field-emission scanning electron microscopy. Results showed that the presence of NWPF enhanced the adsorption capacity of GFC towards organic dyes. At high concentrations of the organic dyes, the adsorption efficiency of the GFC/NWPF adsorbent to the dyes reached 100% within 24 h. The adsorption capacity ( q max ) of the GFC/NWPF adsorbent to methylene blue, methyl orange, Congo red, and moderacid red was 54.795, 87.489, 88.573, and 29.010 mg g−1, respectively, which were considerably higher than that of bulk GFC (39.308, 82.304, 52.910, and 21.249 mg g−1, respectively).

Herein, we report the nanofabrication of magnetic calcium ferrite (CaFe2O4) with nitrogen-doped graphene oxide (N-GO) via facile ultrasonication method to produce CaFe2O4/N-GO nanocomposite for the potential removal of reactive orange 12 (RO12) dye from aqueous solution. The successful construction of the nanocomposite was confirmed using different characterization techniques including scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), Fourier transform-infrared spectroscopy (FT-IR), and X-ray diffraction (XRD). The magnetic properties were studied using vibrating sample magnetometer (VSM) indicating ferromagnetic behavior of the synthesized materials that facilitate their separation using an external magnetic field after adsorption treatment. The addition of N-GO to CaFe2O4 nanoparticles enhanced the BET surface area from 24 to 52.93 m2/g as resulted from the N2 adsorption-desorption isotherm. The adsorption of the synthesized nanomaterials is controlled by several parameters (initial concentration of dye, contact time, adsorbent dosage, and pH), and the RO12 dye removal on the surface of CaFe2O4 nanoparticles and CaFe2O4/N-GO nanocomposite was reached through the chemisorption process as indicated from the kinetic study. The adsorption isotherm study indicated that the adsorption process of RO12 dye was best described through the Langmuir isotherm approving the monolayer adsorption. According to the Langmuir model, the maximum adsorption capacity for RO12 was 250 and 333.33 mg/g for CaFe2O4 nanoparticles and CaFe2O4/N-GO nanocomposite, respectively. The adsorption capacity offered by CaFe2O4/N-GO nanocomposite was higher than reported in the literature for adsorbent materials. Additionally, the regeneration study indicated that CaFe2O4/N-GO nanocomposite is reusable and cost-effective adsorbent. Therefore, the nanofabricated CaFe2O4/N-GO hybrid material is a promising adsorbent for water treatment.

This work examines the effects of plasticizer type and concentration on mechanical, physical, and antibacterial characteristics of sugar palm nanocellulose/sugar palm starch (SPS)/cinnamon essential oil bionanocomposite films. In this research, the preparation of SPS films were conducted using glycerol (G), sorbitol (S), and their blend (GS) as plasticizers at ratios of 1.5, 3.0, and 4.5 wt%. The bionanocomposite films were developed by the solution casting method. Plasticizer Plasticizers were added to the SPS film-forming solutions to help overcome the fragile and brittle nature of the unplasticized SPS films. Increasing plasticizer contents resulted in an increase in film thickness and moisture contents. On the contrary, the increase in plasticizer concentrations resulted in the decrease of the densities of the plasticized films. The increase in the plasticizer content from 1.5 to 4.5% revealed less influence towards the moisture content of S-plasticised films. For glycerol and glycerol-sorbitol plasticized (G and GS) films, higher moisture content was observed compared to S-plasticised films. Various plasticizer types did not significantly modify the antibacterial activity of bionanocomposite films. The findings of this study showed significant improvement in the properties of bionanocomposite films with different types and concentrations of plasticizers and their potential for food packaging applications was enhanced.

Lung cancer (LC) has high morbidity and fatality rate that can be attributed to its poor diagnostic and monitoring facilities. Hence, there is a need to design advanced detection and monitoring systems to facilitate fast, efficient, and early diagnosis. The emerging research on novel nanotechnology-based strategies and conceptual models has made early-stage detection of LC possible by employing magnetic nanoparticles (MNPs) to surmount the barriers of slow diagnostic efficiency. Herein, the emphasis is on the recent advancement of MNP-based detection and monitoring systems for LC diagnosis, and future perspectives in the current scenario are discussed. The integration of MNP-based advanced diagnostic tools (microfluidic chips, artificial intelligence, biosensors, biomarkers detection, machine learning, nanotheranostics, deep learning, and internet of things platform) with conventional ones bronchoscopy, computed tomography scan, positron emission tomography, distant metastases, transthoracic biopsy, and magnetic resonance imaging might help to resolve current challenges related to early diagnosis of LC.

Materials with desired thermal deformation are very important for various engineering applications. Here, a material with the combination of chiral structure and TiNi shape memory alloy (SMA) sheets that performs a twist during heating is proposed. The thermo-mechanical properties of these materials are experimentally investigated. Inspired by this, a car-like material performing translational and rotational motion is designed, which illustrates the potential applications for the next-generation soft robotic devices. Based on this method, one can design remotely manipulated artificial muscles, nanorobots, revolute pairs, and thermal sensors or actuators in a noncontact fashion.

Emerging contaminants are the contaminants that newly identified their adverse effects on the environment. Pharmaceutical compounds have gained researchers’ attention among developing organic pollutants as the demand for pharmaceutical compounds has increased, implying their continuing release into the environment. Acetaminophen (ACT) is a popular drug that is wildly used without prescription for the relief of headaches and rheumatic pains. In some places, the detected values of ACT are more than the natural values, which may seriously threaten the environment. Many methods have been applied to remove ACT from water. The advanced oxidation process (AOP) based on micro and nanoparticles has shown promising results to remove ACT from an aqueous medium. This review provides a summary and an organization of the scattered available information related to studies that investigated the removal of ACT from water by an AOP based on micro and nanoparticles. Many topics investigated in this review include the influence of temperature, pH, catalyst concentration, pollutant concentration, the effects of scavengers and oxidants, the stability of the catalyst, and doping ratio. The main results obtained for the removal of ACT by using micro and nanoparticles have been discussed in this review.

Two different nanosized mineral fillers (nano calcium carbonate and nanoclay) were used in the high density poly(ethylene) (HDPE) composites pilot plant production. Structural and mechanical properties of the prepared composites were examined in this study. The homogenous filler distribution was confirmed in the tested samples by scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, and energy dispersive spectroscopy analyses. The fillers' fortifying effect on polymer composites' mechanical performance was confirmed as indicated by the increased elastic modulus and indentation modulus. Additionally, the possible modulation of the plastic-elastic mechanical behavior was confirmed by the type of the filler as well as its concentration used in the final composites testing articles., Palacky University in Olomouc [IGA_PrF_2021_031]; Tomas Bata University in Zlin [IGA/FT/2021/004, IGA/FT/2021/005]; Faculty of Science, Palacky University in Olomouc, Univerzita Palackého v Olomouci: IGA_PrF_2021_031; Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně: IGA/FT/2021/004, IGA/FT/2021/005

Functionally graded porous (FGP) nanocomposites are the most promising materials among the manufacturing and materials sector due to their adjustable physical, mechanical, and operational properties for distinctive engineering applications for maximized efficiency. Therefore, investigating the underlying physical and materialistic phenomena of such materials is vital. This research was conducted to analyze the preparation, fabrication, applications, and elastic properties of functionally graded materials (FGMs). The research investigated for both porous and nonporous synthesis, preparation, and manufacturing methods for ceramics, metallic, and polymeric nanocomposites in the first section, which is followed by deep research of the development of elastic properties of the above-mentioned materials. Main nano-reinforcing agents used in FGMs to improve elastic properties were found to be graphene platelets, carbon nanotubes, and carbon nanofibers. In addition, research studied the impact of nano-reinforcing agent on the elastic properties of the FGMs. Shape, size, composition, and distribution of nano-reinforcing agents were analyzed and classified. Furthermore, the research concentrated on modeling of FGP nanocomposites. Extensive mathematical, numerical, and computational modeling were analyzed and classified for different engineering analysis types including buckling, thermal, vibrational, thermoelasticity, static, and dynamic bending. Finally, manufacturing and design methods regarding different materials were summarized. The most common results found in this study are that the addition of reinforcement units to any type of porous and nonporous nanocomposites significantly increases materialistic and material properties. To extend, compressive and tensile stresses, buckling, vibrational, elastic, acoustical, energy absorption, and stress distribution endurance are considerably enhanced when reinforcing is applied to porous and nonporous nanocomposite assemblies. Ultimately, the review concluded that the parameters such as shape, size, composition, and distribution of the reinforcing units are vital in terms of determining the final mechanical and materialistic properties of nanocomposites.

With the recent acceleration of industrialisation and urbanisation, increasing quantities of demolished construction waste and waste tyres are being produced. The production of recycled coarse aggregate (RCA) and rubber particles from this waste, for use as partial or full replacements of normal aggregate in cement concrete, is attracting attention as a solution to the problem of solid waste management. However, the greater incidence of defects in RCA and rubber particles than in normal aggregate limits their application in construction industries. This study evaluated an economic and environmental approach to optimise the performance of rubberised concrete with RCA. Two types of nanomaterials, nano-SiO2 (NS) solution and NS sol–gel, were used to pretreat RCA and rubber. The effect of the treatment time on the physical properties of the RCA was tested, and the mechanical properties of the rubberised mortar prepared with pretreated rubber were investigated. In addition, a compression test for the rubberised recycled aggregate concrete (RRAC) was designed using the Taguchi method. The effects of four factors (water–cement ratio, rubber content, rubber size, and aggregate treatment) on the stress–strain curve, compressive strength, elastic modulus, specific toughness, and failure patterns of RRAC were also analysed. The results showed that the NS-treated RCA exhibited lower water absorption rate and better mechanical properties. Moreover, the NS-modified rubber enhanced the compressive and flexural strengths of the rubberised mortar by 35 and 17%, respectively. Interestingly, it was found that simultaneous treatment of both RCA and rubber could negatively affect RRAC. Scanning electron microscopy indicated that NS improved the interfacial transition zone separating RCA and rubber from the cement matrix, whereas the pretreated RCA tended to bond with the pretreated rubber in RRAC.

In order to explore the engineering application potential of coal gangue-based geopolymer concrete (CGGPC), this article formulated the fiber-reinforced coal gangue-based geopolymer concrete (FRCGGPC). The mechanical properties of the specimens were tested to analyze the effects of different types and dosing amounts of fibers on the mechanical properties of CGGPC. The microscopic morphology of the specimens was observed by scanning electron microscopy (SEM) to analyze the strengthening mechanism of fibers on the mechanical properties of the CGGPC. The experimental results show that the splitting tensile strength of FRCGGPC can be improved obviously, but the improvement of compressive strength is not obvious. The control groups containing steel fiber (SF) and polyester fiber (PF) had peaks in their compressive strength. Under the same dosage, the effect of SF and PF on the splitting tensile strength of FRCGGPC is better than basalt fiber. The results of SEM analysis show that within a certain range of dosage, the fiber is closely combined with the matrix, which has a good force transmission effect and strengthens the matrix material. When the fiber dosage is too much, it is easy to agglomerate, which leads to the decrease in the mechanical properties of the specimens.

The problem of non-Newtonian Casson thin film flow of an electrically conducting fluid on a horizontal elastic sheet was studied using suitable dimensionless transformations on equations representing the problem. The thin film flow and heat mechanism coupled with mass transfer characteristics are basically governed by the slip velocity, magnetic field, and the dissipation phenomenon. The present numerical analysis by the shooting method was carried out to study the detailed, fully developed heat and mass transfer techniques in the laminar thin film layer by solving the competent controlling equations with eight dominant parameters for the thin liquid film. Additionally, the predicted drag force via skin-friction coefficient and Nusselt and Sherwood numbers were correlated. In view of the present study, a smaller magnetic parameter or a smaller slip velocity parameter exerts very good influence on the development of the liquid film thickness for the non-Newtonian Casson model. Furthermore, a boost in the parameter of unsteadiness causes an increase in both velocity distribution and concentration distribution in thin film layer while an increase in the same parameter causes a reduction in the film thickness. Likewise, the present results are observed to be in an excellent agreement with those offered previously by other authors. Finally, some of the physical parameters in this study, which can serve as improvement factors for heat mass transfer and thermophysical characteristics, make nanofluids premium candidates for important future engineering applications.

To reduce the thermal deformation of ball screws, the process of nano coating preparation for coating on ball screws to reduce temperature rise and thereby thermal deformation was discussed in this article. Simultaneously, the cooling mechanism was presented. The thermal channels and the relatively even distribution of graphene in the nano coating were observed in scanning electron microscopic images. In terms of the preparation of nano coating, optimization design was carried out to obtain the optimized material ratio and nozzle flow through orthogonal experiment. The influence of design parameters of nano coating on reducing thermal deformation was also discussed. The experimental results show that the maximum temperature rise, thermal deformation, and time to reach thermal balance decreased by 12.5, 69.1, and 46.3%, respectively. The effectiveness of nano coating in reducing thermal deformation was validated experimentally.

Both selenium and reduced graphene oxide have low specific capacitance due to their chemical nature. Nevertheless, their specific capacitance could be enhanced by hybridizing Se nanomaterials with reduced graphene oxide via formation of electrochemical double layer at their interfacial area. Therefore, novel Se-nanorods/rGO nanocomposite was successfully synthesized by template free hot reflux route starting with graphene oxide and selenium dichloride. The composite of rGO decorated by Se-nanorods is characterized using X-ray diffractometry (XRD), Raman spectroscopy, Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM) and nitrogen adsorption– desorption. The unique architecture of the composite exhibits high specific capacitance of 390 F/ g at 5 mV/s scan rate in 1.0 M KOH solution with ~ 90% cyclic stability after 5000 cycles making it very promising electrode material for supercapacitor applications. Other information Published in: Nanotechnology Reviews License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0 See article on publisher's website: http://dx.doi.org/10.1515/ntrev-2019-0057

Measurement of water activity and moisture sorption isotherms of foods and biomaterials are important to determine the state of water. In this work, a dynamic temperature-humidity (DTH) controlled chamber was used to measure water sorption isotherm and compared with the conventional isopiestic method. Temperature and relative humidity of DTH chamber can be controlled in the range of -15 to 100°C and 0 to 98%, respectively; thus, measurement of water activity at any point can be measured within the above ranges. The DTH chamber method showed high reproducibility as compared with the conventional isopiestic method when measured isotherms of cellulose, lignin, and hemicellulase were compared at 30°C. Finally, isotherm data of cellulose, lignin, and hemicellulase were generated in the temperature range of 10-90°C using DTH chamber, and these were modelled by BET and GAB equations. The model parameters were correlated with the temperature.

Drug uptake and distribution through cell–receptor interactions are of prime interest in reducing the adverse effects and increasing the therapeutic effectiveness of delivered formulations. This study aimed to formulate silver nanoparticles (AgNPs) conjugated to somatostatin analogs for specific delivery through somatostatin receptors (SSTRs) expressed on cells and by nebulizing the prepared AgNPs formulations into lung cells for in vivo application. AgNPs were prepared using the citrate reduction method, yielding AgNPs–CTT, which was further chemically conjugated to octreotide (OCT) to form AgNPs–OCT through an amide linkage. The AgNPs–OCT formulation was coated using alginate to yield a carrier, AgNPs–OCT–Alg, feasible for drug delivery through nebulization. AgNPs were uniform in size with an acceptable range of zeta potential. Furthermore, the concentrations of AgNP formulations were found safe for the model cell lines used, and cell proliferation was significantly reduced in a dose-dependent manner (p < 0.05). In the healthy lung tissues, AgNPs–OCT–Alg accumulated at a concentration of 0.416 ± 5.7 mg/kgtissue, as determined via inductively coupled plasma optical emission spectrometry. This study established the accumulation of AgNPs, specifically the AgNPs–OCT–Alg, in lung tissues, and substantiated the active, specific, and selective targeting of SSTRs at pulmonary sites. The anticancer efficacy of the formulations was in vitro tested and confirmed in the MCF-7 cell lines. Owing to the delivery suitability and cytotoxic effects of the AgNPs–OCT–Alg formulation, it is a potential drug delivery formulation for lung cancer therapy in the future.

The transition metal selenide can be used as a potential material for the negative electrode of lithium-ion batteries (LIBs) owing to its high density and conductivity. Unfortunately, a large volume change occurs in the transition metal selenide during the charging and discharging process, which eventually results in the poor rate performance and rapid capacity decay. In response to this, the N/S co-doped CoSe nanocubes (CoSe/C–NS) can be fabricated where the S-doped cobalt 2-methylimidazole (ZIF-67) as both sacrifice template and cobalt source to directly mix with selenium powder and followed by the annealing process. In the process, the carbon frameworks derived from ZIF-67 can establish a coating layer to protect the structure of materials, and simultaneously the N/S co-doping can enhance the conductivity and broaden the interlayer of frameworks. These can further accelerate the storage capacity and the Li+ insertion and deintercalation process. As a negative electrode material of LIBs, the CoSe/C–NS delivers the high capacity, high rate performance, and long-term cycle stability. This protocol opens up an approvable approach to fabricate efficient anode materials with persistent electrochemical stability in LIBs.

Bi2S3 nanostructures with various morphologies were synthesized through hydrothermal vulcanization at different sulfur precursor (thiourea) concentrations. A 100 nm thick sputter-deposited Bi2O3 thin-film layer on a fluorine-doped tin oxide glass substrate was used as a sacrificial template layer. The etching of the Bi2O3 sacrificial template layer and the regrowth of Bi2S3 crystallites during hydrothermal vulcanization produced the different Bi2S3 nanostructure morphologies. The lowest sulfur precursor concentration (0.01 M) induced the formation of Bi2S3 nanosheets, whereas the Bi2S3 nanoribbons and nanowires were formed with increased sulfur precursor concentrations of 0.03 and 0.1 M, respectively. These results indicate that sputter-deposited Bi2O3 thin-film layers can be effectively used to form low-dimensional Bi2S3 crystals with controllable morphologies. Among the various Bi2S3 samples, the Bi2S3 nanosheets exhibited superior photoactive ability. The higher active surface area, surface defect density, light absorption capacity, and photo-induced charge separation ability of Bi2S3 nanosheets explain their superior photoelectrocatalytic degradation ability of rhodamine B dyes.

Endothelins (ETs), which are multi-functional-peptides with potential for antagonist-based-therapy in various physiological-malfunctionings, including cardiovascular, nephrological, oncologic, and diabetic conditions, may produce newer chemical entities and drug leads. The present study deals with molecular-modeling of the ETs’ sub-types, ET-I, II, and III to find the structure property-relationship (SPR) of the ETs, and individual fragments derived from the ET sub-type ET-I. The ETs peptidic tails’ amino acid (AA) sequence’s structural differences and similarities, various dissected fragments of the ET-I, and SPR comparison with the sarafotoxin-6b (SRT-6b), a structurally-related snake-venom, showed points of dissimilarities for their structural specifications, geometric disposition, and physico-chemical properties. The generation of miniaturized (shortened sequence) peptides towards offering peptidomimetic compounds of near- and far-values compared SPR with estimations for log P, hydration energy, and other molecular and quantitative structure activity relationship (QSAR) were based on random and ordered-fragments derived from the original ET-I AA’s sequence, and sequential distance changes in the original ET-I sequence’s chain of 1–21 AA. The feasibility of alternate and bond length parameters-based possible cysteine–cysteine cyclizations, sequence homology, AA’s positional demarcation, and presence/absence of cysteines, homology-based basic non-cysteine and cysteines-AA based cyclization, total structure and fragments end-to-end cyclizations, and geometrical analogy-based miniaturized sequence of the shorter AAs from the original ET-I sequence, together with mutated replacements with naturally constituent AAs of the ETs, and SRT-6 sequences were utilized. The major findings of the fragmented sequences, and sequences at par with the original ETs to provide structures similar to the size, volume and with molecular and electronic properties of electrostatic potential and total charge density distribution, crucial factors in receptor bindings were investigated. The SPRs, molecular properties, and QSAR values were estimated to compare and validate the findings with the known homologous compounds, ET-I, and its known and potent antagonists. The study resulted in leads of smaller and larger sizes of peptide-based compounds which may have prospects as potent antagonist and in future needs their bioactivity evaluations after the synthesis. Moreover, approach to plausible vesiculation of the ETs, and the involved processes and structural requirements, together with the molecular interactions in settling a nano-vesicle of the peptidic structure with a possible mechanism is also suggested.

Методом атомно-силовой микроскопии получены изображения наноструктры составляющих гетерогенного интерметаллида SmCoCuFeZr в высококоэрцитивном состоянии. На микроуровне в сплавах выделили два типа областей (фазовых составляющих) отличающихся по интегральному элементному составу и интервалам коэрцитивности. На основе данных атомно-силового микроскопа проводится анализ фрактальных характеристик поверхности этих областей. Показано, что фрактальная размерность наноструктуры коррелирует с локальной коэрцитивностью фазовых составляющих. Фазовая составляющая с относительно низкой коэрцитивностью демонстрирует возможность существования структур с фрактальной размерностью в диапазоне 2,396 - 2,475, что соответствует умеренно развитому фрактальному рельефу. При этом высококоэрцитивная составляющая с регулярной наноструктурой характеризуется более высокой фрактальной размерностью 2,452 - 2,508, а на отдельных участках образца встречались области с фрактальной размерностью до 2,577 . The atomic force microscopy was used to obtain images of the nanostructure of components of a heterogeneous intermetallic SmCoCuFeZr compound in a highly coercive state. At the microlevel, two types of regions were distinguished in the alloys, differing in integral elemental composition and coercivity intervals. Based on the atomic force microscopy data, an analysis of the fractal characteristics of the surface is carried out on both of the above types of areas. It is shown that the fractal dimension of the nanostructure correlates with the local coercivity of the phase components. The phase component with a relatively low coercivity demonstrates the possibility of the existence of structures with fractal dimensions in the 2,396 - 2,475 range corresponding to a moderately developed fractal relief. In this case, the high-coercive component with a regular nanostructure is characterized by a higher fractal dimension of 2,452 - 2,508, and in some areas of the sample there were regions with a fractal dimension up to the value of 2,577.

В данной работе получены образцы наноразмерного оксида меди, стабилизированного полиэтиленгликолем различных марок с молекулярными массами от 200 до 6000 Да. Методом рентгеновской дифрактометрии исследована кристаллическая структура полученных образцов наноразмерного оксида меди. В результате рентгенофазового анализа установлено, что структура образцов представляет собой моноклинную кристаллическую решетку, с пространственной группой C2/ c. Методом фотонно-корреляционной спектроскопии изучено влияние молекулярной массы полимера на размер наночастиц. Анализ результатов исследования показал наличие во всех образцах наноразмерного оксида меди (II), стабилизированного полиэтиленгликолем с различной молекулярной массой, одной фракции частиц, распределение которых по размеру носит мономодальный характер. Установлено, что молекулярная масса полиэтиленгликоля оказывает, влияние на размер частиц CuO в коллоидных растворах, при этом фазовый состав и размеры кристаллитов остаются неизменными. Средний гидродинамический радиус частиц CuO в полученных образцах составляет порядка 140 ± 40 нм. Наименьшие значения гидродинамического радиуса 70 ± 15 нм наблюдаются в образце наноразмерного оксида меди, стабилизированного полиэтиленгликолем с молярной массой 6000 Дa. Методом синхронного термического анализа исследовано влияние стабилизатора с различными молекулярными массами на фазовые переходы образцов при термической обработке. В результате термического анализа установлено, что оптимальной температурой прокаливания порошков наноразмерного CuO является 500°C. In this work, samples of nanosized copper oxide stabilized with polyethylene glycol of various grades with molecular weights from 200 to 6000 Da were obtained. The crystal structure of the samples was investigated by X-ray diffractometry. As a result of the XRD analysis, it was found that the samples have a monoclinic crystal lattice with space group C2 / c . The effect of the molecular weight of the polymer on the size of nanoparticles was studied by the photon correlation spectroscopy method. Analysis of the results showed the presence of one fraction of particles in all samples, the size distribution was monomodal. It was found that the molecular weight of polyethylene glycol has an effect on the CuO particle size in colloidal solutions, while the phase composition and crystallite size remain unchanged. The average hydrodynamic radius of CuO particles in the obtained samples was about 140 ± 40 nm. The smallest hydrodynamic radius of 70 ± 15 nm was observed in a sample of nanosized copper oxide stabilized with polyethylene glycol with a molecular weight of 6000 Da. The effect of stabilizers with different molecular weights on the phase transitions of samples during heat treatment was investigated by the synchronous thermal analysis. As a result of thermal analysis, it was found that the optimum temperature for calcining nanosized CuO powders was 500 °C.

Исследуется асимптотическое поведение максимальной степени вершины в графе предпочтительного присоединения с выбором вершины, основанном как на ее степени, так и на дополнительном параметре (пригодности). Модели предпочтительного присоединения широко используются для моделирования сложных сетей (таких как нейронные сети и т.д.). Они строятся следующим образом. Мы начинаем с двух вершин и ребра между ними. Затем на каждом шаге мы рассматриваем выборку из уже существующих вершин, выбранных с вероятностями, пропорциональными их степеням плюс некоторый параметр β>- 1. Затем мы добавляем новую вершину и соединяем ее ребром с вершиной из выборки, на которой достигается максимум произведения ее степени на ее пригодность. Мы доказали, что в зависимости от параметров модели возможны три типа поведения максимальной степени вершины - сублинейное, линейное и порядка /ln , где n - число вершин в графе. We study the asymptotic behavior of the maximum degree in the preferential attachment tree model with a choice based on both the degree and fitness of a vertex. The preferential attachment models are natural models for complex networks (like neural networks, etc.) and constructed in the following recursive way. To each vertex is assigned a parameter that is called a fitness of a vertex. We start from two vertices and an edge between them. On each step, we consider a sample with repetition of d vertices, chosen with probabilities proportional to their degrees plus some parameter β>-1. Then we add a new vertex and draw an edge from it to the vertex from the sample with the highest product of fitness and degree. We prove that the maximum degree, dependent on parameters of the model, could exhibit three types of asymptotic behavior: sublinear, linear, and of /ln order, where n is the number of edges in the graph.

В рамках данной работы представлены результаты исследования влияния концентраций стабилизатора и прекурсора на процесс синтеза наночастиц серебра. В качестве прекурсора использован нитрат серебра, а в качестве стабилизатора -полиэтиленгликоль с молекулярной массой от 200 до 600 Да. Синтез осуществляли методом химического восстановления в водной среде. Полученные образцы исследовали фотонно-корреляционной спектроскопией и спектрофотометрией. Установлено наличие характеристической полосы поглощения на 400 нм в спектрах поглощения всех образцов наноразмерного серебра, стабилизированного полиэтиленгликолем, что обусловлено возникновением поверхностного плазмонного резонанса у металлических наночастиц серебра. Также установлено, что при наибольшей и наименьшей концентрации стабилизатора, равных, соответственно, 0. 005 и 0,1 мас. %, в реакционной системе наблюдается формирование крупных частиц серебра со средним гидродинамическим радиусом от 132 до 1900 нм. В результате определены оптимальные параметры синтеза агрегативно устойчивых наночастиц серебра: концентрация нитрата серебра С (AgNO) = 0,05 M и концентрация полиэтиленгликоля, равная 0,01 - 0,05 %. Проведено компьютерное квантовохимическое моделирование. Установлено, что энергетически выгодным является взаимодействие атома серебра с концевой гидроксогруппой в молекуле полиэтиленгликоля в элементарном акте взаимодействия при стабилизации наночастиц серебра данным полимером. Данный тип взаимодействия характеризуется абсолютной химической жесткостью, равной ƞ = 0,146 эВ, и внутренней энергией E = -2048,34 ккал / моль. Within the framework of this work, the results are presented of a study of the effect of the concentrations of the stabilizer and precursor on the synthesis of silver nanoparticles. Silver nitrate was used as a precursor, and polyethylene glycol with a molecular weight from 200 to 600 Da was used as a stabilizer. The synthesis was carried out by the method of chemical reduction in an aqueous medium. The obtained samples were investigated by photon correlation spectroscopy and spectrophotometry. The presence of a characteristic absorption band at 400 nm in the absorption spectra of all samples of nanosized silver stabilized with polyethylene glycol was established, which is due to the appearance of surface plasmon resonance in metallic silver nanoparticles. It was also found that at the highest and lowest concentration of the stabilizer, equal, respectively, 0,005 and 0,1 mass. %, the formation of large silver particles with an average hydrodynamic radius from 132 to 1900 nm is observed in the reaction system. As a result, the optimal parameters for the synthesis of aggregatively stable silver nanoparticles were determined: the concentration of silver nitrate C(AgNO) = 0,05 M and the concentration of polyethylene glycol equal to 0,01 - 0,05 %. Computer quantum-chemical modeling is carried out. It is found that the interaction of the silver atom with the terminal hydroxogroup in the polyethylene glycol molecule in the elementary act of interaction during the stabilization of silver nanoparticles by this polymer is energetically advantageous. This type of interaction is characterized by an absolute chemical hardness equal to ƞ = 0,146, and an internal energy of E = -2048,34 kcal / mol.

Нитевидные нанокристаллы диоксида олова были выращены методом физического осаждения из паровой фазы и перенесены на контактную систему методом замороженной капли. Полученные сенсоры обладают газочувствительностью, воздействие паров газов-восстановителей приводит к увеличению их проводимости. Показано, что существует долговременный дрейф проводимости сенсора при воздействии пробы. Исследована концентрационная зависимость чувствительности сенсора к парам этанола, ацетона и пропанол-2 при температуре 300 °С. На основе анализа концентрационных зависимостей проводимости рассчитаны энергии десорбции частиц, а также положения донорных уровней, индуцированных при адсорбции газов-восстановителей, относительно акцепторного уровня кислорода. Показано, что рассчитанные параметры имеют существенно меньший по сравнению с проводимостью временной дрейф. Использование указанных параметров позволяет распознавать газовоздушные смеси, т.е. однозначно отнести одну из трех исследованных проб к её классу. Tin dioxide nanowhiskers were grown by physical vapor deposition and transferred to the contact system by the frozen drop method. The sensors demonstrate gas-sensitivity. Exposing sensors to the atmosphere contained vapors of reducing-gases leads to an increasing of their conductivity. A long-term drift of the sensor conductivity during reducing-gas exposition was shown. A sensitivity response vs concentration for ethanol, acetone, and propanol-2 vapors at temperature 300 °C was investigated. Desorption energies of the particles and the positions of the donor levels induced by adsorption of reducing gases particles were calculated by analysis of the conductivity vs concentration dependence. The calculated parameters had a significantly smaller time drift in comparison with the conductivity. Using of these parameters makes possible to recognize gas-air mixtures: classify the each of three studied samples to one of classes.

В данной работе мы сообщаем о результатах сравнительного атомистического моделирования двух систем, содержащих функцианализированные фуллерены метилового эфира фенил- C-масляной кислоты (PCBM ) и фенил- C-масляной кислоты (PCBM ) в присутствии растворителя 1,8-октандитиола (ODT). Для реализации расчетов использовался метод молекулярной динамики на базе программного пакета LAMMPS. Зафиксировано принципиальное различие в упаковке молекул PCBM и PCBM . В случае систем с PCBM наблюдается тенденция к постепенному разделению растворителя и фуллеренов. При этом в образцах с PCBM наблюдается тенденция к формированию устойчивых трехмерных сетчатых структур, образованных двумя взаимопроникающими фазами: фуллеренами и молекулами ODT. С целью проверки масштабируемости наблюдаемого структурного упорядочения для смеси PCBM с ODT было выполнено моделирование в ячейке с удвоенным размером ребер. В этом случае мы также наблюдаем формирование биконтинуальных структур из фуллеренов и растворителя. In this work, we report on the results of comparative atomistic modeling of two systems containing functionalized fullerenes of phenyl-C-butyric acid methyl ester (PCBM ) and phenyl- C -butyric acid (PCBM ) in the presence of a high-boiling solvent 1,8 -octanedithiol (ODT). The calculations were performed by full atomistic molecular dynamics with using LAMMPS software package. A fundamental difference in the packaging of PCBM and PCBM molecules was detected. In the case of systems with PCBM , there is a tendency towards gradual separation of the solvent and fullerenes. At the same time, in samples with PCBM , there is a tendency to the formation of stable three-dimensional network structures formed by two interpenetrating phases: fullerenes and ODT molecules. In order to check the scalability of the observed structural ordering for the mixture of PCBM with ODT, an additional simulation was performed in a cell with doubled edge size. In this case, we also observe the formation of bicontinual structures from fullerenes and the solvent.

Получена многофазная кальцийфосфатная пенокерамика, представленная Д -трикальцийфосфатом (65 %) и Д -пирофосфатом кальция (25 %), включающая гидроксиапатит ( 5 %) и а -трикальцийфосфат ( 5 %), пористостью 60 - 64 % со сквозной архитектурой пенополиуретана. Нанесение слоя гидроксиапатита приводило к увеличению содержания гидроксиапатита до 25 %, а -трикальцийфосфата до 40 %, и повышению статической прочности до 0,03 МПа при снижении пористости до 49 %. Нанесение второго слоя гидроксиапатита способствовало повышению содержания гидроксиапатита до 40 %, статическая прочность достигала 0,05 МПа при пористости 40%. Формирование биоапатита в виде слоя «пеносфер» размером от 2 до 10 мкм происходило в процессе модифицирования всех видов пенокерамики в растворе SBF в течение 21 - 28 суток. Модифицированная кальцийфосфатная пенокерамика, обогащенная а -трикальцийфосфатом и гидроксиапатитом, характеризовалась максимальной статической прочностью 0,08 МПа при пористости 38%. The multiphase calcium phosphate foam ceramics, represented by р -tricalcium phosphate (65 %) and р -calcium pyrophosphate (25 %), including hydroxyapatite (5 %) and а -tricalcium phosphate (5%), with 60 - 64% porosity and a through architecture of polyurethane foam was obtained. The application of a layer of hydroxyapatite led to an increase in the content of hydroxyapatite to 25 %, а -tricalcium phosphate to 40%, and an increase in static strength to 0,03 MPa with a decrease in porosity to 49%. The application of the second layer of hydroxyapatite promoted an increase in the content of hydroxyapatite to 40%, the static strength reached 0,05 MPa at a porosity 40 %. The bioapatite formation in the shape of «foam spheres» with a size from 2 to 10 pm occurred in the process of modifying all types of foam ceramics in a SBF solution during 21 - 28 days. The modified calcium phosphate foam ceramics enriched with а -tricalcium phosphate and hydroxyapatite, was characterized by the maximum static strength 0,08 MPa at a porosity 38 %.

Работа посвящена разработке модульной четрырехзондовой установки с использованием жидкого контакта на основе индий-галлиевого эвтектического раствора (EGaIn), с помощью которого можно создать прижимные жидкие контакты, не вносящие механические деформации в измеряемые структуры. Предлагается использовать данную установку для измерения вольт-амперных характеристик тонкопленочных образцов. Предполагается модульная схема измерений. Каждый зонд управляется четырьмя моторами для позиционирования и выдавливания капли из шприца для формирования нужного размера пятна контакта. Используется оптический контроль для подготовки зондов и измерения диаметра сформированных контактных областей. Подобраны параметры изготовления жидких зондов, а именно скорости выдавливания и перемещения зонда вдоль вертикальной оси для формирования капли конической формы . Управление установкой осуществляется в среде LabView. The work is devoted to development of a modular four-probe setup using a liquid contact based on an indium-gallium eutectic solution (EGaIn), which can be used to create clamping liquid contacts that do not introduce mechanical deformation into the measured structures. It is proposed to use this setup for measuring the current-voltage characteristics of thin-film samples. A modular measurement scheme is assumed. Each probe is driven by four motors to position and expel a drop from the syringe to form the desired contact area size. Optical control is used to prepare the probes and measure the diameter of the formed contact areas. The parameters for the manufacture of liquid probes are selected, namely, the speed of extrusion and movement of the probe along the vertical axis to form a conical droplet. The installation is controlled in the LabView environment.

В работе показано, что в результате спекания образцов композита титанат бария (80 объемных %) - феррит бария (20 объемных %) в фарфоровом тигле при температуре 1300 °С возникает эвтектика. В результате сравнения свойств образцов, полученных при различных температурах спекания, установлено, что оптимальные свойства имеют образцы, спеченные при 1250 °С. Проведено сравнение структуры и диэлектрических свойств образцов керамики титаната бария и композита титанат бария (80 объемных %) - феррит бария (20 объемных %), спеченных при температуре 1250°С. Показано, что добавление в состав титаната бария 20% феррита бария повышает значение диэлектрической проницаемости, пироэлектрического коэффициента и пьезоэлектрического модуля d композита в 1,5 - 2 раза по сравнению с керамикой титаната бария, тогда как значение пьезоэлектрического модуля d остается без изменения. Введение в состав керамики титаната бария 20 % феррита бария достаточно для того, чтобы полученный композит имел магнитные характеристики, соответствующий чистому ферриту бария. It is shown in the work that as a result of sintering of composite samples of barium titanate (80 vol. %) - barium ferrite (20 vol. %) in a porcelain crucible at a temperature of 1300 °C, a eutectic appears. As a result of comparing the properties of the samples obtained at different sintering temperatures, it was found that the samples sintered at 1250 °C have optimal properties. The structure and dielectric properties of barium titanate ceramic samples and barium titanate (80 vol. %) - barium ferrite (20 vol. %) composite sintered at a temperature of 1250 °C are compared. It has been shown that the addition of 20% barium ferrite to the composition of barium titanate increases the dielectric constant, pyroelectric coefficient, and piezoelectric modulus d of the composite of 1,5 - 2 times compared to barium titanate ceramics, while the value of the piezoelectric modulus d remains unchanged. The introduction of 20 % barium ferrite into the barium titanate ceramics is sufficient for the resulting composite to have magnetic characteristics corresponding to pure barium ferrite.

Предложен метод оценки площади A, приходящейся на молекулу монослоя ПАВ, вначале перехода от жидко-растянутой к жидко-конденсированной фазе на основе двух теоретических моделей. Термодинамическая модель поведения дифильных монослоев с учетом неидеальности энтропии смешения позволяет оценить величину энергий Гиббса кластеризации ПАВ на основе П-А-изотерм, полученных при различных температурах. С другой стороны квантово-химический подход также дает возможность рассчитать данный термодинамический параметр и оценить структурные особенности получаемых монослоев. Величины энергий Гиббса кластеризации малых ассоциатов ПАВ и геометрических параметров элементарных ячеек монослоев были рассчитаны ранее с помощью квантово-химического полуэмпирического метода РМ3 для восьми классов дифильных соединений: насыщенные и этоксилированные спирты, насыщенные и цис-моноеновые карбоновые кислоты, α -гидрокси- и α -аминокислоты, N -ацилпроизводные аланина и диалкилзамещенные меламина. Эти параметры были использованы в термодинамической модели с учетом неидеальности энтропии смешения для расчета величин A. Оцененные значения A адекватно отражают экспериментальную температурную зависимость для рассматриваемого фазового перехода: с ростом температуры площадь, приходящаяся на молекулу ПАВ фиксированной длины цепи, уменьшается, и, наоборот, с ростом длины цепи ПАВ при фиксированной температуре величина A увеличивается. Это позволяет использовать предложенный подход в прогностических целях. A method is proposed to estimate the area per molecule of a surfactant monolayer A at the transition onset of the liquid-expanded to a liquid-condensed phase based on two theoretical models. A thermodynamic model with account for nonideality of the mixing entropy makes it possible to estimate the Gibbs energy of surfactant clusterization using the П-A isotherms obtained at different temperatures. On the other hand, the quantum-chemical approach also makes it possible to calculate this thermodynamic parameter and assess the structural features of the obtained monolayers. The values of the Gibbs clusterization energies of small surfactant associates and the geometric parameters of the monolayer unit cells were previously calculated using the quantum-chemical semiempirical method PM3 for eight classes of amphiphilic compounds: saturated and ethoxylated alcohols, saturated and cis-monoenic carboxylic acids, α-hydroxylic and α-amino acids, N -acyl-substituted alanines and dialkyl-substituted melamine. These parameters are used in the thermodynamic model with account for nonideality of the mixing entropy to calculate A. The estimated values Aadequately reflect the experimental temperature dependence for the considered phase transition: with an increase in temperature the area per surfactant molecule of a fixed chain length decreases, and vice versa, with an increase in the surfactant chain length at a fixed temperature, the value A increases. This makes it possible to use the proposed approach for prognostic purposes.

В представленной работе рассмотрены методы определения размеров наночастиц различными способами. Определен эффективный метод нахождения возможных вариантов. Содержатся сведения о многообразии этих методов и о приёмах их реализации. Выбрана и проанализирована информация по различным методам и исследованиям. Рассмотрены принципиально отличающиеся методы нахождения размеров наночастиц. Одними из перспективных методов являются бесконтактные (оптические). Подвергнуты анализу и приведены диапазоны крупности исследуемых частиц при использовании методов: оптической микроскопии, электронной микроскопии, сканирующей зондовой микроскопии. Описаны принципы работы и возможные схемы установок для изучения исследуемого материала. Более подробно освещен седиментационный метод с применением центрифугирования и рентгеновского принципа детекции. Отмечены его преимущества перед другими методами. Приведены примеры его использования на экспериментальной установке, позволяющей получать дифференциальные и интегральные характеристики в различных базисах, которые позволяют анализировать распределение частиц по крупности при гранулометрическом исследовании материалов, включая наноматериалы. In the presented work, various methods for determining the size of nanoparticles are considered. An effective method for finding possible options has been determined. Information on various methods and studies was selected and analyzed. Fundamentally different methods for finding the sizes of nanoparticles are considered. Non-contact (optical) methods are the most promising. The particle size ranges of the investigated particles are analyzed and presented using the next methods: optical microscopy, electron microscopy, scanning probe microscopy. The principles of operation and possible schemes of installations for studying the material under study are described. The sedimentation method, using centrifugation and the X-ray principle of detection, is described in more detail. Its advantages over other methods are noted. Examples are given of its use in an experimental setup that allows obtaining differential and integral characteristics in various bases, which make it possible to analyze the particle size distribution in the granulometric study of materials, including nanomaterials.

В статье обсуждается изменение свойств диффузионно-твердеющего припоя в зависимости от состава жидкометаллической компоненты на основе легкоплавких сплавов галлия: галлий-олово, галлий-индий-олово и галлий-олово-цинк при взаимодействии с порошком сплава медь-олово (ПМОСФ5) подвергнутых низкотемпературной (125 °С) и высокотемпературной (500 °С) термической обработке. Механические свойства оценены измерением микротвердости, а термические исследованы методом дифференциально-термического анализа. Термическая обработка при высоких температурах способствует переходу припоя в равновесное состояние, при этом происходит значительное увеличение твердости. По графикам дифференциальнотермического анализа рассчитаны экзотермические эффекты. Методом рентгенофазового анализа определены образующиеся в результате диффузионного твердения фазы. Показано, что при различных температурах обработки образуются разные фазы - наноразмерные интерметаллические соединения. Экспериментально доказано улучшение механических свойств диффузионно-твердеющего припоя при наличии цинка растворенного в галлиевом жидком сплаве. The article discusses the change in the properties of diffusion-hardening solder in dependence on the composition of the liquid metal component based on low-melting gallium alloys: gallium-tin, gallium-indium-tin and gallium-tin-zinc when interacting with the Spherical copper-tin alloy powder (SCTAP5) subjected to low-temperature (125 °С) and high-temperature (500 °С) heat treatment. The mechanical properties were evaluated by measuring the microhardness, and the thermal properties were studied by differential thermal analysis. Heat treatment at high temperatures promotes the transition of the solder to an equilibrium state, with a significant increase in hardness. The thermal effects of heat treatment of diffusion-hardening solders are calculated and compared. The phases formed as a result of hardening are determined by X-ray phase analysis. It is shown that different phases and nanoscale intermetallic compounds are formed at different processing temperatures. The improvement of the mechanical properties of diffusion-hardening solder in the presence of zinc dissolved in a gallium liquid alloy has been experimentally proved.

На первом этапе были синтезированы объекты исследования - диоксид кремния методом Штобера, где в качестве прекурсора использовали тетраэтоксисилан, и нанокомпозит ZnO - Au золь-гель методом с использованием в качестве прекурсора 2 - водного ацетата цинка. На втором этапе, микроструктуру и морфологию полученных образцов исследовали методом растровой электронной микроскопии на сканирующем электронном микроскопе «MIRA-LMH» фирмы «Tescan» с применением как классического детектора вторичных электронов, так и дополнительных детекторов - внутрилинзового детектора вторичных электронов и детектора отраженных электронов. В результате исследований установлено, что при использовании детектора вторичных электронов получаются изображения с топографическим контрастом и практически без шумов. При использовании внутрилинзового детектора вторичных электронов создаются изображения только материального контраста, без влияния рельефа поверхности. Также использование данного детектора позволило получить высококачественные изображения с большим разрешением на расстоянии от образца 5 мм. При использовании детектора отраженных электронов с рабочим расстоянием до образца 8 мм и увеличении разрешающей способности микроскопа, полученные изображения имеют низкий контраст границ, но представляют композиционную информацию с высокой чувствительностью. Таким образом, установлено, что внутрилинзовый детектор вторичных электронов, с рабочим расстоянием до образца 5 мм, является оптимальным для получения четких изображений микроструктры поверхности наноматериалов при многократном увеличении. At the first stage, the objects of study were synthesized - silicon dioxide by the Stober method, where tetraethoxysilane was used as a precursor, and a nanocomposite ZnO - Au by the sol-gel method using the aqueous zinc acetate dihydrate as a precursor. At the second stage, the microstructure and morphology of the obtained samples were investigated by scanning electron microscopy on a «MIRA-LMH» scanning electron microscope (Tescan company) using both a classical secondary electron detector and additional detectors - intralens secondary electron detector and back-scattered electrons detector. As a result of the research, it was found that when using the secondary electron detector, practically no noise images with topographic contrast are obtained. When using the intralens secondary electron detector, images of only material contrast are created, without the influence of the surface relief. Also, the use of this detector made it possible to obtain high-quality images with a high resolution at a distance of 5 mm from the sample. When using a back-scattered electrons detector with a working distance to the sample of 8 mm and increasing the resolution of the microscope, the resulting images have low border contrast, but represent compositional information with high sensitivity. Thus, it was found that the intralens secondary electron detector with a working distance of 5 mm to the sample is optimal for obtaining clear images of the microstructure of the surface of nanomaterials at multiple magnifications.

Получена тонкая пленка интерметаллида LiAu при комнатной температуре при напылении атомов Li на слой адсорбированного золота на поверхности вольфрама. Исследованы процессы электронно-стимулированной десорбции (ЭСД) атомов Li с поверхности LiAu. Показано, что ЭСД атомов Li может наблюлаться только в том случае, когда напылено не менее одного монослоя атомов Li и с Au . Зависимость выхода ЭСД атомов Li от количества напыленного Li и Au имеет максимум при напылении двух монослоев атомов Li на Au. Полученные результаты свидетельствуют о формировании LiAu различной стехиометрии: от LiAu с дефицитом атомов лития до LiAu при напылении двух монослоев атомов Li. В энергетическом распределении по кинетическим энергиям десорбирующихся атомов Li обнаружено два пика: высокоэнергетический и низкоэнергетический. Первый из них связан с десорбцией атомов Li из LiAu, а второй в десорбцией атомов Li из верхнего монослоя атомов Li. A thin film of the intermetallic compound LiAu was obtained at room temperature by deposition Li atoms onto a layer of adsorbed gold on the tungsten surface. The processes of electron-stimulated desorption of Li atoms from the surface are investigated. It is shown that electron-stimulated desorption of Li atoms can be observed only in the case when at least one monolayer of Li and Au atoms is deposited. The dependence of the electron-stimulated desorption yield of Li atoms on the amount of deposited has a maximum when two monolayers of atoms Li are deposited on Au . The results obtained indicate the LiAu formation of various stoichiometry: from with a deficit of lithium atoms to the deposition of two monolayers of atoms. In the kinetic energy distribution of desorbed Li atoms, two peaks were found: high-energy and low-energy. The first of them is associated with the desorption of Li atoms from LiAu, and the second with the desorption of Li atoms from the upper monolayer of Li atoms.

Методом ИК-спектроскопии в области валентных колебаний OH - групп выполнен анализ комплексных дефектов, обусловленных наличием в структуре кристалла водородных связей, в номинально чистых кристаллах ниобата лития конгруэнтного и стехиометрического состава с разным отношением Li / Nb, а также в кристаллах LiNbO: Zn(0,04 - 6,5 мол.% ZnO), легированных цинком в широком диапазоне концентраций, полученным по технологии прямого легирования расплава. Выявлено влияние легирующих примесей на концентрацию OH - групп, вид и локализацию комплексных дефектов в структуре кристалла. Показано, что изменение количества позиций атомов водорода в структуре кристалла LiNbO позволяет с достаточной точностью судить о соответствии его состава стехиометрическому или конгруэнтному составу. Для легированных кристаллов LiNbO : Zn(0,04 - 6,5 мол.% ZnO) получены данные, свидетельствующие об изменении при прохождении концентрационных порогов характера комплексообразования OH - групп с точечными дефектами катионной подрешетки. При этом, вследствие изменения механизма вхождения легирующего катиона в структуру кардинально изменяются свойства кристалла. Вклад в различие частот (и, соответственно, в значение квазиупругих постоянных связей OH -) в спектре конгруэнтного кристалла и легированных кристаллов может вносить также различие электроотрицательностей и ионных радиусов основных и легирующих катионов. An analysis of complex defects was carried out by IR-spectroscopy method in the area of OH - groups stretching vibrations. The defects are caused by hydrogen bonds present in the structure of nominally pure congruent lithium niobate crystals, crystals of stoichiometric composition with a different Li / Nb ratio, as well as in LiNbO: Zn(0,04 - 6,5 мол.% ZnO) crystals doped in a wide range of concentrations due to direct doping of the melt method. Dopants were determined to influence OH - groups concentration, type and localization of complex defects in the crystals structure. A change in the amount of hydrogen sites in the LiNbO crystals structure was shown to evaluate the composition either stoichiometric or congruent. The character of OH - groups complexing with cation sublattice point defects was shown to change when doped crystals LiNbO: Zn(0,04 - 6,5 мол.% ZnO) trespass concentration thresholds. Dopant incorporation mechanism changes at this drastically, thus crystal properties also change quite sharply. Frequencies (as well as quasi-elastic constants of OH - bonds) change in congruent and doped crystals due to a difference in electronegativities and ionic radii of the main and dopant cations.

Обсуждается проблема предсказания энергии связи для тернарных металлических наночастиц и построение моделей обучения на базе структурных дескрипторов. Были построены регрессионные зависимости удельной межатомной энергии связи для тернарной наносистемы Au - Ag - Cu. Использовался ряд из пяти радиальных признаков, зависящих от попарного межатомного расстояния дескрипторов структуры наночастицы. Для более корректной оценки точности была применена кросс-валидация, далее полученные на валидационных частях выборки результаты усреднялись. Полученная модель ограниченно предсказывает значение удельной межатомной энергии связи внутри группы данных для наночастиц одного состава, а для всей выборки средняя по модулю ошибка составляет 14%. При этом модель практически безошибочно определяет состав наночастицы из нескольких вариантов. Наибольшее значение коэффициента детерминации на всей выборке получено с помощью ансамблевого алгоритма случайный лес. Обнаружена отрицательная корреляция между энергией связи наносплава и положением первого пика радиальной функции распределения для атомов меди. The problem of predicting the binding energy for ternary metal nanoparticles and the construction of learning models based on structural descriptors are discussed. Regression dependences of the specific interatomic bond energy were constructed for the ternary Au - Ag - Cu nanosystem. A number of five radial features were used, depending on the pairwise interatomic distance of the nanoparticle structure descriptors. For a more correct assessment of the accuracy, cross-validation was applied, then the results obtained on the validation parts of the sample were averaged. The resulting model limitedly predicts the value of the specific interatomic binding energy within a group of data for nanoparticles of the same composition. For the entire sample the average error in modulus is 14 %. In this case, the model almost accurately determines the composition of a nanoparticle of several variants. The largest value of the coefficient of determination in the entire sample was obtained using an ensemble random forest algorithm. A negative correlation was found between the binding energy of the nanoalloy and the position of the first peak of the radial distribution function for copper atoms.

Проведен анализ влияния Ti, Mo и W на характер аморфной нано- и кристаллической структуры на прочностные и кинетические характеристики - диффузии D и проницаемости Ф водорода в мембранных сплавах, созданных на основе бинарных Ni - Nb и V - Ni. Легирование сплавов Ni - V титаном, молибденом и вольфрамом ведет к постепенному замещению ими ниобия и ванадия и способствует образованию нескольких второстепенных фаз хотя и действующих как барьеры для диффузии водорода, но способствующих снижению процессов гидридообразования. Выявлена строгая зависимость кинетики водорода не только от термодинамических параметров -температуры и давления, но и от наличия свободного объема в формируемых аморфных, нано-кристаллических и кристаллических сплавов. Установлено, что процессы селективности, динамика водорода - его поток J, определяемый произведением диффузии и проницаемости (J = D×Ф), зависят от базового состава, выбора легирующих элементов (Ti,Mo и W ), а также формируемых структур - аморфной, нанокристаллической и полифазной дуплексной кристаллической микроструктурой. Установлено, что тщательно подобранный состав определяет производительность селективного процесса и способствует выделению высокочистого водорода с последующими его приложениями для зеленой энергетики. An analysis was carried out of influence of Ti, Mo and W on the nature of the amorphous nano- and crystalline structures on the strength and kinetic characteristics - diffusion D and permeability Ф of hydrogen in membrane alloys based on binary Nb - Ni, V - Ni. Doping with Nb - V alloys, titanium, molybdenum and tungsten leads to the gradual replacement of niobium and vanadium, and promotes the formation of several minor phases while acting as barriers for hydrogen diffusion, but contributing hydride reduction processes. A close dependence of the hydrogen kinetics was revealed not only on thermodynamic parameters - temperature and pressure, but also on the presence of free volume in the formed amorphous, nanocrystalline and crystalline alloys. So, the processes of selectivity, the dynamics of hydrogen - its flux J determined by the product of diffusion D and permeability Ф, J = D×Ф depend on the basic composition and the choice of alloying elements (Ti,Mo and W ), as well as the formed structures - amorphous, nanocrystalline and duplex, represented by multiphase crystalline microstructures. It was found that a carefully selected composition determines the productivity of the selective process and promotes the release of high-purity hydrogen with its subsequent applications for green energy.

Кристалл ниобата лития, являющийся широко используемым и весьма востребованным в настоящее время нелинейно-оптическим материалом, примечателен своей способностью к варьирования широкого спектра сегнетоэлектрических и нелинейно-оптических характеристик в зависимости от типа и концентрации примесного иона, а также от соотношения Li / Nb . На основе разработанного нами подхода к моделированию кластеров в кристалле ниобата лития, в котором рост кластера идёт не элементарными ячейками, а кислородными октаэдрами, проведён сравнительный анализ особенностей внедрения в кристалл примесных ионов иттрия и бора с одинаковым зарядом +3 . Показано, что встраивание, вследствие различного ионного радиуса, идёт по двум механизмам: если для металла иттрия действует обычный механизм, когда примесной ион локализуется внутри кислородного октаэдра, то ион неметаллического элемента бора встраивается в тетраэдрические пустоты структуры, а именно в кислородные плоскости, образующие октаэдр. При этом влияние данных примесных ионов на одну из важнейших характеристик ниобата лития оказывается диаметрально противоположным: иттрий усиливает фоторефрактивный эффект, бор -понижает, что необходимо учитывать при направлении целевого использования кристаллов ниобата лития. Lithium niobate crystals, which are a widely used and highly demanded as nonlinear optical material, are remarkable for their ability to vary a wide range of ferroelectric and nonlinear optical characteristics depending on the type and concentration of the impurity ion, as well as on the Li / Nb ratio. Based on our approach to modeling clusters in the lithium niobate crystal, in which the cluster grows not by unit cells, but by oxygen octahedra, we have carried out a comparative analysis of the features of the incorporation of impurity ions of yttrium and boron with the same charge +3 into the crystal. It is shown that due to the different ionic radii the incorporation proceeds by to two mechanisms. If for yttrium the usual mechanism operates, when the impurity ion is localized inside the oxygen octahedron. The ion of boron, i.e. a nonmetallic element, is incorporated into the tetrahedral voids of the structure, namely, into the oxygen planes forming the octahedron. In this case, the influence of these impurity ions on one of the most important characteristics of lithium niobate turns out to be diametrically opposite: yttrium enhances the photorefractive effect, boron decreases it, which must be taken into account in the direction of targeted use of lithium niobate crystals.

Проведен расчет плотности состояний различной толщины 2D -слоев интерметаллида NaAu. 2D -слоев интерметаллида NaAu моделировались суперячейки NaAu (111) 2 х 2 х 2. Для монослойного 2D -слоя интерметаллида NaAu установлено наличие запрещенной зоны с шириной 1,87 эВ. Увеличение толщины толщины 2D -слоев интерметаллида NaAu до двух монослоев показал уменьшение ширины запрещенной зоны до 0,81эВ. Дальнейшее увеличение толщины 2D -слоев интерметаллида NaAu приводит к исчезновению запрещенной зоны, что указывает на переход полупроводник - металл для 2D -слоя интерметаллида NaAu толщиной три монослоя. Валентная зона 2D -слоя интерметаллида NaAu сформирована в основном Au 5d электронами, с незначительным вкладом Au 6s и Au 6p электронов. Зона проводимости NaAu образована в основном Au 6р электронами с незначительным вкладом электронов Na 3 s . The calculation of the density of states of various thicknesses of the 2D -layers of the intermetallic compound has been carried out. 2D -layers of intermetallic compound NaAu are simulated by supercells NaAu (111) 2 x 2 x 2. For a monolayer 2D -layer of an intermetallic compound NaAu the presence of a bandgap with a width of 1,87 eV has been established. An increase in the thickness of the 2D -layers of the intermetallic compound NaAu to two monolayers showed a decrease in the bandgap to 0,81 eV. A further increase in the thickness of the 2D -layers of the intermetallic compound NaAu leads to the disappearance of the band gap, which indicates a semiconductor-metal transition for the 2D -layer of the intermetallic compound NaAu with a thickness of three monolayers. The valence band of the 2D -layer of the intermetallic compound NaAu is formed mainly by Au 5d electrons, with an insignificant contribution from Au 6s and Au 6p electrons. The conduction band of NaAu is formed mainly by Au 6p electrons with an insignificant contribution of electrons Na 3s .

Исследование синтетических и природных материалов пригодных для создания наноносителей и их модификация обеспечит прорыв в лечении многих заболеваний. Хорошим выбором для создания наноносителей являются гликозаминогликаны (гепарин и его производные), благодаря их уникальным биологическим и физико-химическим особенностям. Формирование композиций было исследовано методом pH -метрического титрования при 37 °С на фоне 0,15 М NaCl. С использованием программы NewDALSFEK определены значимые формы и химические равновесия. В диапазоне pH от 2,7 до 5 образуется комплекс вида {[LnHep]}, где Hep - мономерное звено макромолекулы гепарина. Получены данные об устойчивости нанокомпозиций: lgβ[PrHep] = 4,27 ± 0,04, lgβ[SmHep] = 4,28 ± 0,03 , lgβ[EuHep] = 4,28 ± 0,03. Методом M06-HF в сочетании с базисным набором CSDZ+* выполнено квантово-химическое моделирование комплексов. Study of synthetic and natural materials suitable for the creation of nanocarriers and their modification will provide a breakthrough in the treatment of many diseases. Glycosaminoglycans (heparin and its derivatives) are a good choice for creating nanocarriers due to their unique biological and physicochemical properties. The complexation of Pr (III), Sm (III), Eu (III) with heparin anions was studied by potentiometric titration at 37 °C and an ionic strength of 0,15 M NaCl. Significant forms and chemical equilibria were determined using the NewDALSFEK program. In the pH range from 2,7 to 5 , a complex of the type {[LnHep]} is formed, where Hep is a monomeric unit of the heparin macromolecule. Data on the stability of nanocompositions were obtained: lgβ[PrHep] = 4,27 ±0,04, lgβ[SmHep] = 4,28±0,03, lgβ[EuHep] = 4,28±0,03. The M06-HF method in combination with the CSDZ+* basic set was used to perform quantum chemical modeling of the complexes.

Теоретически проанализирована высокоскоростная деформация сплавов, содержащих зоны Гинье-Престона, в условиях высокоэнергетических внешних воздействий. Анализ выполнен в рамках теории динамического взаимодействия структурных дефектов. Исследуемый механизм диссипации заключается в необратимом переходе энергии внешних воздействий в энергию дислокационных колебаний. Получено аналитическое выражение динамического предела текучести с учетом всех структурных дефектов, содержащихся в сплаве. Показано, что в условиях высокоэнергетических внешних воздействий наноразмерные дефекты влияют на характер зависимости механических свойств от концентрации атомов второго компонента. Зависимость динамического предела текучести от концентрации атомов второго компонента становится немонотонной и имеет минимум. Выполнены численные оценки концентрации, при которой предел текучести становится минимальным. При таком значении концентрации происходит переход от доминирования торможения дислокации зонами Гинье-Престона к доминированию торможения атомами второго компонента. The high strain rate deformation of alloys containing Guinier-Preston zones under high-energy external influences has been theoretically analyzed. The analysis was carried out within the framework of the theory of dynamic interaction of structural defects. The investigated dissipation mechanism consists in the irreversible transfer of energy of an external impact into the energy of dislocation vibrations. An analytical expression for the dynamic yield stress taking into account all structural defects of the alloy has been obtained. It is shown that, under high-energy external influences, nanoscale defects affect the nature of the dependence of mechanical properties on the concentration of atoms of the second component. The dependence of the dynamic yield stress on the atomic concentration of the second component becomes nonmonotonic and has a minimum. Numerical estimates of the concentration corresponding to the minimum yield stress has been made. At this concentration value, a transition occurs from the dominance of the dislocation drag by the Guinier-Preston zones to the dominance of the drag by the atoms of the second component.

Для получения сверхчистого водорода мембранной технологией вместо дорогостоящих сплавов Pd рассмотрены более дешёвые на основе металлов Nb и V . Накапливаемый в матрицах обычных мембран водород формирует специфические полиэдрические плотноупакованные гидридные образования особенно с повышение температур от 473 до 673 К и риском разрушения мембран. Благодаря легированию титаном этих сплавов повысились рабочие характеристики мембран: диффузия и проницаемость водорода, прочность, износоустойчивость и термостабильность. В кристаллических аналогах проблема образования гидридов также была решена повышением концентрации Ti с формированием эвтектических фаз в тройных составах сплавах, например, NbTiNi и VTiNi. С формированием в указанных составах соединений NiTi и NiTi образование гидридов блокируется даже при нагреве, благодаря устойчивым процессам водородной селективности. To obtain ultrapure hydrogen by membrane technology, instead of expensive membranes made of Pd alloys, cheaper ones based on metals (Nb - Ni) and (V - Ni) are considered. Due to alloying of these Ti alloys, the performance of the membranes increased - diffusion and permeability of hydrogen, wear resistance and thermal stability, exceeding the Pd alloys. For crystalline analogs, the problem was also solved by increasing the Ti concentration with the formation of eutectic phases in ternary alloy compositions (NbTiNi and VTiNi). Hydrogen accumulated in membrane matrices forms specific polyhedral eutectic TCP hydrides up to phase transitions, and upon cooling from 673 to 303K under conditions of thermal expansion from 473 to 673K, it increases the temperature of P-hydride formation and forms NiTi and NiTi compounds, which stabilize and protect nano- and crystalline membranes from brittle destruction.

Исследование материалов методами микроскопии нередко включает стадию подсчета количества наблюдаемых объектов и определения их статистических параметров, для чего необходимо измерять сотни объектов. В работе описан облачный сервис DLgram01, который позволяет специалистам в области материаловедения, не имеющих навыков программирования, выполнять автоматизированную обработку изображений - определять количество и параметры (площадь, размер) изучаемых объектов. Сервис разработан с использованием новейших достижений в области глубокого машинного обучения, для обучения нейронной сети пользователю необходимо разметить несколько изучаемых объектов. Обучение нейронной сети производится автоматически за несколько минут. Важными особенностями сервиса DLgram01 является возможность корректировать результаты предсказания нейронной сети, а также получение детальной информации о всех распознанных объектах. Использование сервиса позволяет существенно сократить временные затраты на количественный анализ изображений, снизить влияние субъективного фактора, повысить точность анализа и его эргоемкость. The study of materials by microscopy often includes counting the number of observed objects and determining their statistical parameters, for which it is necessary to measure hundreds of objects. The created DLgram01 cloud service allows specialists in the field of materials science who do not have programming skills to perform automated image processing - to determine the number and parameters (area, size) of the objects under study. The service is developed using the latest achievements in the field of deep machine learning. To train a neural network, the user needs to label only several objects. The neural network is trained automatically in a few minutes. Important features of the DLgram01 service are the ability to adjust the results of neural network prediction, as well as obtaining detailed information about all recognized objects. Using the service allows to significantly decrease the time for quantitative image analysis, reduce the influence of the subjective factor, increase the accuracy of the analysis and its ergo-intensity.

Проведены исследования оптического пропускания в диапазоне длин волн 2 - 14 мкм монокристаллов германия, легированных донорными и акцепторными примесями (удельное сопротивление германия 1 - 3 Ом⋅см), в интервале температур от 86 К до 523 К. Рассчитаны значения коэффициентов ослабления α для исследуемых кристаллов; минимальные значения коэффициентов ослабления (0,0015 - 0,0231 см) в интервале температур от 86 К до 323 К характерны для монокристаллов германия, легированных сурьмой, в диапазоне 2 - 11 мкм. Исследования показали, что низкие значения α и коэффициента пропускания на длине волны 3,39 мкм для кристаллов Ge: Sb и Ge: Bi позволяют применять эти низкоомные кристаллы германия для газовых гелий-неоновых лазеров при температурах от 86 К до 323 К. Исследованы температурные изменения геометрии поверхности кристалла на наноразмерном уровне. Показано, что нагрев кристаллического германия приводит к увеличению диффузного отражения излучения от поверхности. Сделан вывод о возможности использования низкоомных кристаллов германия, легированных сурьмой, в качестве элементов инфракрасной оптики в интервале температур 86 - 373 К. In this work, we investigated optical transmission in the wavelength range of 2-14 μm of low-resistance germanium crystals (1 - 3 Ω⋅cm) doped with donor and acceptor impurities in the temperature range from 86 K to 523 K. The values of the attenuation coefficients for investigated crystals are obtained. Minimum attenuation coefficients α of 0,0015 - 00231 cm in the temperature range from 86 K to 323 K are characteristic for germanium single crystals doped with antimony in the range 2,1-11 μm. Studies have shown that the low values of α and the transmittance at a wavelength of 3,39 pm for Ge: Bi and Ge: Sb crystals make it possible to use these low-resistance germanium crystals for gas helium-neon lasers at temperatures from 86 K to 323 K. The temperature changes in the geometry of the crystal surface are investigated at the nanoscale level. It is shown that heating crystalline germanium leads to an increase in the diffuse reflection of radiation from the surface. The possibility of using the low-resistance germanium crystals doped with antimony as elements of infrared optics in the temperature range 86 - 373 K has been demonstrated.

Актуальной проблемой в области адресной доставки лекарственных веществ являются аспекты, относящиеся к транспорту высокотоксичных препаратов, обладающих нежелательными побочными эффектами, в частности противоопухолевых. Были рассчитаны термодинамические параметры комплексообразования нанокластерного полиоксометаллата {MoFe}, перспективного в качестве средства адресной доставки лекарств, и широко применяемого в клинической практике цитостатика - доксорубицина. Взаимодействие доксорубицина с {Mo Fe} сопровождалось экзотермическим эффектом, что говорит об энергетически выгодном образовании комплекса. Кинетика процесса высвобождения доксорубицина из комплекса в буферном растворе с pH , соответствующим значению pH крови, была изучена методом люминесцентной спектроскопии. Были определены константы скорости процессов деструкции {Mo Fe} в комплексе, сопровождающейся высвобождением доксорубицина, и дальнейшего комплексообразования высвободившегося доксорубицина с продуктами распада {MoFe}. В будущем возможно управление скоростью высвобождения доксорубицина путем дополнительной стабилизации {Mo Fe}, например, путем его ассоциации с альбумином. Actual problem in the field of targeted drug delivery is transport of highly toxic drugs, with undesirable side effects, in particular antitumor medicine. The thermodynamic parameters of complexation between nanocluster polyoxometalate {MoFe}, promising as a means of targeted drug delivery, and a cytostatic agent - doxorubicin, widely used in clinical practice, were studied. The interaction of doxorubicin with {MoFe} was accompanied by an exothermic effect, which indicates an energetically favorable formation of the complex. The kinetics of the release of doxorubicin from the complex in a buffer solution with a pH corresponding to the pH value of blood was studied by fluorescence spectroscopy. The rate constants of destruction processes in the complex, accompanied by the release of doxorubicin, and further complexation of the released doxorubicin with decay products were determined. In the future, it is possible to slow down the release of doxorubicin by stabilizing the {MoFe}, for example, when it is associated with albumin.

Во введении представлен краткий критический обзор имеющихся интерпретаций температуры Таммана, обычно определяемой как T = 0,5T, и температуры Хюттига T = 0,3T, где T - макроскопическое значение температуры плавления материала. Для наночастиц предложено в указанных выше определяющих соотношениях заменить T на температуру плавления малого объекта T, т.е. определить T как 0,5T, а T как 0,3T. В молекулярно-динамических экспериментах на наночастицах Au, осуществленных с помощью LAMMPS, было установлено, что при температуре T=T как в центральной части ГЦК-наночастицы, так и в её поверхностном слое возникают локальные очаги квазикристаллической структуры, которые попеременно идентифицируются программой OVITO то как имеющие кристаллическую структуру, то как не имеющие кристаллической упорядоченности. Однако, вопреки мнению Э. Рукенштейна (1984), при T=T жидкий слой на поверхности кристаллической наночастицы еще не образуется. Вместе с тем в наших молекулярно-динамических экспериментах не обнаружено какое-либо проявление температуры Хюттига T в структуре кристаллических наночастиц Au. The introduction provides a brief critical review of the available definitions and interpretations of the Tamman temperature, usually defined as T = 0,5T, and of the Hüttig temperature T = 0,3T where T is the macroscopic value of the melting point of the material. For a nanoparticle we propose to replace in the above relations T by the melting temperature of the small object T , i.e. to define T as 0,5T and T as 0,3T . In our molecular dynamics experiments on Au nanoparticles, carried out using the LAMMPS program, we found that at the temperature T = T , in both the central part of the fcc nanoparticle (the core) and in its surface layer (the shell), some local species of a quasicrystalline structure appear which are alternately identified either as crystalline or as non-crystalline by the OVITO program. However, contrary to opinion of E. Rukenstein (1984), at T = T , a liquid layer on the surface of the crystalline nanoparticle is not formed yet. However, a liquid-like layer was gradually developed in the course of the further temperature elevation. At the same time, in our molecular dynamics experiments we did not reveal any manifestation of the Huttig temperature T in the structure of crystalline Au nanoparticles reproduced in our molecular dynamics experiments. It is also of interest that in our molecular dynamics experiments the nanoparticle sintering took place not only above the Tammann temperature but below it as well.

На основе стационарного решения уравнения диффузии изучена сепарация наночастиц в прозрачной полидисперсной водной суспензии с различными типами распределений по размерам под действием силы светового давления, возникающей в поле лазерного излучения интенсивностью 0,5 - 500 кВт/см. Установлено, что на дно кюветы преимущественно будут осаждаться частицы радиусом более 100 нм, а концентрация более мелких наночастиц во всем объеме суспензии останется без изменений. В случае симметричного начальное распределения наночастиц по размерам воздействие интенсивного светового пучка на суспензию приводит к нарушению симметрии кривой функции распределения, а также смещению максимума в область меньших размеров частиц на облучаемой поверхности. Если начальное распределение по размерам имеет несимметричный характер, исходное одномодовое распределение частиц по размерам трансформируется в двумодовое. Данная методика может быть использована для выделения наночастиц определенных размеров в зависимости от плотности мощности излучения. On the basis of a stationary solution of a diffusion equation separation of nanoparticles in a transparent polydisperse aqueous suspension with different types of size distributions was studied under the action of the light pressure arising in the laser radiation field with the intensity of 0,5 - 500 kW/cm. It was found that particles with a radius of more than 100 nm will mainly be precipitated at the bottom of the cell, and the concentration of smaller nanoparticles in the entire volume of the suspension will remain unchanged. In the case of a symmetrical initial distribution of nanoparticles size, the effect of a light beam with high intensity on the suspension leads to a violation of the symmetry of the distribution function curve, as well as a shift of the maximum to the region of smaller particle sizes on the irradiated surface. If the initial size distribution is asymmetric, the initial single-mode particle size distribution is transformed into a two-mode one. This technique can be used to isolate nanoparticles of certain sizes depending on the power density of the radiation.

Выполнены первопринципные расчеты структуры и свойств орторомбического графена L и нового алмазоподобного бислоя, формируемого на его основе. Расчеты методом теории функционала плотности показали, что графен L, состоящий из топологических дефектов Стоуна-Уэльса, должен устойчиво существовать при нормальных условиях, и его структура должна волнообразно гофрироваться. При сильном одноосном сжатии бислойного графена L может происходить формирование нового алмазоподобного бислоя DL. Давление фазового перехода «L → DL» составляет 10,1 ГПа, когда межслоевое расстояние в бислойном графене уменьшается до 1,61 Å. Этот бислой имеет орторомбическую кристаллическую решетку (pbam) с параметрами a = 10,145 Å и b = 5,270 А. Элементарная ячейка бислоя DL pbam содержит 32 атома углерода. Длины связей изменяются в интервале от 1,5590 до 1,6226 Å, тогда как углы между связями принимают значения от 89,62 до 140,8°. Структура алмазоподобного бислоя должна быть стабильна до 270 К. Рассчитанные значения поверхностной плотности и разностной полной энергии этого бислоя относительно полной энергии алмаза равны 1,19·10 г/см и 1,31 эВ/атом, соответственно. Бислой DL pbam должен быть полупроводником с шириной прямой запрещенной зоны 1,63 эВ. Irst-principle calculations of the structure and properties of orthorhombic L graphene and a novel diamond-like bilayer formed on its basis are performed. The calculations using the density functional theory method showed that L- graphene of Stone-Wales defects should exist stably under normal conditions, and its structure should be corrugated in a wave-like manner. Under strong uniaxial compression of bilayer L graphene, the formation of the novel diamond-like DL bilayer can occur. The pressure of the « L → DL» phase transition is 10,1 GPa, when the interlayer distance in bilayer graphene decreases to 1,61 Å. This bilayer has an orthorhombic crystal lattice (pbam) with the parameters a = 10,145 Å and b = 5,270 Å. The unit cell of the DL- pbam bilayer contains 32 carbon atoms. The bond lengths vary in the range from 1,5590 to 1,6226 Å, while the angles between these bonds range from 89,62 to 140,8°. The structure of the diamond-like bilayer should be stable up to 270 K. The calculated values of the surface density and the difference total energy of this bilayer relative to the diamond total energy are 1,19 -10 g/cm and 1,31 eV/atom, respectively. The DL pbam bilayer should be a semiconductor with a straight bandgap of 1,63 eV.

Слои диоксида олова синтезированы гидротермальным методом из водного раствора SnF. Наночастицы серебра осаждены на поверхность полученных слоев методом фотовосстановления. Проведено исследование морфологии поверхности образцов методом атомно-силовой микроскопии. Размер наночастиц серебра зависит от концентрации раствора AgNO, используемого для проведения реакции фотовосстановления. При синтезе из раствора с концентрацией 0,02 М размер полученных наночастиц составляет варьируется от 10 до 100 нм, при увеличении концентрации раствора в два раза размер наночастиц составляет порядка 100 нм. С помощью рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии изучен состав поверхности слоев до и после осаждения наночастиц серебра. При выбранных условиях синтеза формируется слой диоксида олова без посторонних включений, и происходит осаждение металлического серебра. Химический сдвиг пиков олова и кислорода после осаждения наночастиц серебра свидетельствует об обмене электронами между оловом и серебром. Полученные слои представляют интерес для применения в области полупроводниковых адсорбционных газовых сенсоров. Tin dioxide layers were synthesized by hydrothermal method from an aqueous solution of SnF. Silver nanoparticles were deposited on the surface of the obtained layers by the photoreduction method. The surface morphology of the samples was studied by atomic force microscopy. The size of the silver nanoparticles depends on the concentration of the AgNO solution used for the photoreduction reaction. When synthesized from 0,02 M solution with a concentration of, the size of the nanoparticles varies from 10 to 100 nm, when the concentration of the solution is doubled, the size of the nanoparticles is about 100 nm. The surface composition of the layers before and after the deposition of silver nanoparticles was studied using the X-ray photoelectron spectroscopy. It was shown that a layer of the tin dioxide is formed without external inclusions, and metallic silver is deposited. The chemical shift of the peaks of tin and oxygen after the deposition of silver nanoparticles indicates the exchange of electrons between tin and silver. The synthesized layers are of interest for application in the field of semiconductor adsorption gas sensors.

Аморфные, нанокристаллические мембранные сплавы на основе элементов V группы с уникальными механическими и функциональными свойствами и с матричной дуплексной микроструктурой активно способствуют развитию водородной энергетики. Имеются еще не вполне разрешенные проблемы для этих новых сплавов -их низкая термическая стабильность, недосточная механическая прочность (пластичность, твердость), а также охрупчивание интерметаллидное и гидридное. Для эффективного применения разрабатываются сплавы с тройным составом - в которые помимо элементов V группы входят и легирующие металлы никель и титан. Получают не только аморфные и нанокристаллические сплавы, применимые в электронике и электроэнергетике, а также мембранные сплавы с дуплексной матричной структурой, объединяющей аморфные, так нано- и квазикристаллические дендритно упрочняющие фазы, как упрочняющие аморфную матрицу. В специализируемых мембранных тройных сплавах формируются соединения NiTi и NiTi, стабилизирующие и предохраняющие нано- и кристаллические мембраны от хрупкого разрушения. Установлено, что интенсивное образование гидридов в этих альтернативных мембранных сплавах столь же не желательно, как и для традиционных сплавов на основе палладия. Рассматриваемые сплавы действительно позволяют получить газообразный водород высокой чистоты с применением новых составов взамен дорогостоящих мембран на основе сплавов Pd - Au / Ag / Cu. With unique mechanical and functional properties, amorphous, nanocrystalline and matrix duplex microstructure membrane alloys based on group V elements actively contribute to the development of hydrogen energy. There are still not completely resolved problems for these new alloys - their low thermal stability, insufficient mechanical strength (plasticity, hardness), and intermetallic and hydride embrittlement. For effective use, alloys with a triple composition are being developed - which, in addition to the elements of group V, also include nickel and titanium as alloying metals. Not only amorphous and nanocrystalline alloys are obtained that are applicable in electronics and power engineering, as well as membrane alloys with a duplex matrix structure that combines amorphous, nano-and quasicrystalline dendritic-hardening phases strengthening the amorphous matrix. In specialized membrane ternary alloys, NiTi and NiTi compounds are formed, which stabilize and protect nano-and crystalline membranes from brittle destruction. It has been found that the intense formation of hydrides in these alternative membrane alloys is as undesirable as for palladium-based compounds. The alloys under consideration actually make it possible to obtain high-purity gaseous hydrogen using new compositions instead of expensive membranes based on Pd - Au / Ag / Cu alloys.

В статье обсуждается возможность получения упрочненного композиционного материала с пористой структурой на основе наноструктурированного гидроксиапатита, синтезированного методом осаждения из раствора. Новый материал получен путем механохимичекого синтеза гидроксиапатита с армирующими добавками диоксида циркония и кремниевой кислоты. Синтезированные образцы аттестованы с использованием современных физико-химических методов анализа. Показано влияние качественного и количественного состава композита на протекание процессов спекания, пористость, прочностные характеристики, степень дисперсности и морфологию исследуемых образцов. Экспериментально установлено, что максимальными прочностными характеристиками и постоянным составом обладает образец Ca(PO)(OH) -15%SiO⋅nHO-5%ZrO. Композиционный материал обладает плотной равномерной структурой с высокой степенью кристалличности, с развитой пористостью, является перспективным материалом для дальнейших исследований с целью внедрения его в медицинскую практику. На разработанный композиционный материал подана заявка на патент. The article discusses the possibility of obtaining a hardened composite material with a porous structure based on nanostructured hydroxyapatite (HAP) synthesized by precipitation from a solution. The new material was obtained by the mechanochemical synthesis of HAP with reinforcing additives of zirconium dioxide and silicic acid. The synthesized samples are certified using modern physicochemical methods of analysis. The influence of the qualitative and quantitative composition of the composite on the sintering processes, porosity, strength characteristics, the degree of dispersion and morphology of the studied samples is shown. It has been experimentally established that the sample has the maximum strength characteristics and a constant composition of Ca(PO)(OH) -15%SiO⋅nHO-5%ZrO. The composite material has a dense uniform structure with a high degree of crystallinity, with a developed porosity, is a promising material for further research in order to introduce it into medical practice. A patent application has been filed for the developed composite material.