научный журнал по химии Коллоидный журнал ISSN: 0023-2912

ДЕМЕНТЬЕВА О.В., РУДОЙ В.М. — 2015 г.

Исследована возможность химической полировки наночастиц золота и композитных частиц со структурой FeOOH-ядро/Au-оболочка в их коллоидных растворах с помощью реактива Фентона. Введение реактива Фентона в цитратный золь золота приводит к окислению стабилизирующих систему цитрат-ионов, вплоть до практически полного их удаления с поверхности наночастиц. Это способствует образованию между наночастицами кристаллизационных контактов (т.е. к их “холодной сварке”) даже при достаточно низкой температуре (70°C). В то же время, при воздействии реактива Фентона на композитные частицы FeOOH/Au имеет место полировка золотых оболочек, т.е. уменьшение степени их шероховатости.

БУРЯК А.К., ЕМЕЛЬЯНЕНКО А.М., ПАШИНИН А.С., ПЫЦКИЙ И.С. — 2015 г.

Поверхность конструкционных материалов (алюминиевых сплавов Ад-0 и АМг-6) исследована методами масс-спектрометрии с поверхностно- и матрично-активированной лазерной десорбцией/ионизацией и анализа углов смачивания. Показано, что используемый комплекс методов позволяет сравнивать степень неоднородности различных поверхностей и оценивать влияние химического состава примесей на поверхности на ее свойства. Благодаря высокой чувствительности и информативности предложенный комплекс методов может применяться для оценки неоднородности поверхностей, подвергавшихся воздействию компонентов ракетного топлива.

ЖДАНОВ В.М., РОЛДУГИН В.И., ХАРИТОНОВА Т.В. — 2015 г.

Обсуждаются неравновесные процессы, протекающие на границе сред, одна из которых является сорбирующей. Найдено производство энтропии при переходе флюида из объемной фазы в сорбирующую среду. Показано, что на границе сред должны возникать скачки температуры и давления, которые обычно не принимаются во внимание при описании транспорта в мембранных системах. Оценена величина этих скачков при переносе вещества через сорбирующие среды.

БОРИСЮК П.В., ВАСИЛЬЕВ О.С., ЛОГИНОВ В.Б., ТРОЯН В.И. — 2015 г.

Представлены результаты исследования эволюции формы и положения L23VV оже-линии поверхности монокристаллического кремния Si(111) в процессе его термического окисления. Обнаружено, что тонкая структура высокоэнергетической части оже-спектра связана с потерями энергий оже-электронов на возбуждение плазмонов и межзонные переходы электронов, а низкоэнергетическая может быть обусловлена эффектом расширения оже-структуры (EXFAS). На примере атомов Si в тонком поверхностном слое оксида SiO2 показано, что, как и в случае исследования обычных осцилляций спектров поглощения EXAFS, методика EXFAS также может быть применима к задачам восстановления локального окружения атомов. Значения межатомного расстояния, рассчитанные из фурье-образа правой части оже-спектров (EXFAS-спектры) для чистой и окисленной поверхности кремния, составили 2.2 и 1.7 A, соответственно, что в пределах погрешности совпадает со значениями, известными из литературы.

МУМИНОВ С.З., РАХИМОВА Г.Б., ХАНДАМОВ Д.А. — 2015 г.

Исследованы изменения поверхностных свойств и пористой структуры монтмориллонита при замещении обменных ионов Na+ на катионы метиламмония и этиламмония. Установлено, что модифицирование оказывает существенное влияние на адсорбционные свойства монтмориллонита по отношению к бензолу. По данным измерений изостер адсорбции/десорбции бензола дегидратированными образцами монтмориллонита в Na+-, CH3NH - и C2H5NH -форме установлены зависимости теплот адсорбции и десорбции от количества адсорбированного вещества.

КУРАСОВ В.Б. — 2015 г.

Проанализированы различные способы описания кинетики нуклеации, в том числе и ряд предложенных новых аппроксимаций. Выявлены причины появления ошибки в первом приближении распространенного метода теории возмущений.

БУЛАВЧЕНКО А.И., ДЕМИДОВА М.Г., ПОДЛИПСКАЯ Т.Ю., ПОПОВЕЦКИЙ П.С. — 2015 г.

Исследована зависимость гидродинамического диаметра и электрокинетического потенциала наночастиц золота в н-декане, хлороформе и в их смесях при различной концентрации бис-(2-этилгексил)сульфосукцината натрия (АОТ). При концентрации АОТ ниже 2 мМ в н-декане наночастицы золота не обнаруживали электрофоретической подвижности и были покрыты монослоем АОТ. При концентрации, соответствующей согласно данным фотон-корреляционной спектроскопии началу адсорбции мицелл АОТ на поверхности наночастиц (0.3 М), -потенциал достигал максимального значения (190 мВ) и уменьшался при более высокой концентрации этого ПАВ. Увеличение объемной доли хлороформа в смеси декан–хлороформ приводило к резкому увеличению -потенциала даже в области низких концентраций АОТ. Полученные результаты проанализированы в рамках теории Дебая–Хюккеля.

БРОДСКАЯ Е.Н., РУСАНОВ А.И. — 2015 г.

Для дисперсионных сил проведены расчеты локального нормального давления в круглой конечной щели между двумя одинаковыми цилиндрическими дисками. Получены оценки относительной поправки в расклинивающее давление от толщины взаимодействующих дисков по сравнению с бесконечно протяженными цилиндрами. Показано, что эти поправки наиболее существенны, если толщина дисков меньше размеров щели.

КОРЦЕНШТЕЙН Н.М., ЯСТРЕБОВ А.К. — 2015 г.

Представлена модификация кинетического уравнения, позволяющая учесть распределение капель по размерам и температурам. Дана постановка задачи и математическая модель конденсационной релаксации с учетом распределения капель по температурам. Приведены результаты численного решения поставленной задачи для двух парогазовых смесей. Представлен сравнительный анализ данных, полученных с учетом и без учета распределения капель по температурам, позволяющий оценить достоверность полученных ранее результатов.

КАЛИНИНА М.А. — 2015 г.

На протяжении десятилетий метод монослоев Ленгмюра и метод Ленгмюра–Блоджетт остаются уникальными инструментами для формирования и изучения упорядоченных ультратонких пленок, структурой которых можно управлять на молекулярном уровне. Несмотря на широкий круг задач, связанных с изучением этих систем, а также разнообразие их функциональных характеристик, методологический подход к их созданию практически не изменился за почти сто лет исследований. Подавляющее большинство исследователей при сборке пленок Ленгмюра–Блоджетт стремятся к получению на твердой подложке совершенной моно- или полислойной системы, точно повторяющей и фиксирующей структурные характеристики монослоя Ленгмюра, предорганизованного на поверхности жидкости. Тем не менее, за последние два десятилетия наряду с традиционным подходом к получению молекулярно-упорядоченных пленок Ленгмюра–Блоджетт сформировалось новое направление, связанное с самоорганизацией монослоев Ленгмюра, индуцированной движущейся твердой подложкой. Самосборка такого типа основана на использовании неравновесных структурных и фазовых переходов в метастабильных монослоях Ленгмюра, контактирующих с твердой поверхностью. Эти переходы сопровождаются спонтанным образованием периодически упорядоченных структур (“рисунков”) с размером элементов, варьирующимся от нескольких десятков нанометров до сотен микронов. Данный обзор предлагает читателю познакомиться с различными видами индуцированной твердой подложкой самоорганизации монослоев Ленгмюра на известных к настоящему времени примерах систем на основе липидов, жирных кислот, оснований и их смесей. Обсуждаются современные представления о метастабильности монослоев Ленгмюра, механизмы возникновения периодических рисунков в монослоях на твердых поверхностях, а также возможные практические приложения таких систем и перспективы развития этого нового и интересного направления физикохимии тонких пленок.

БРИЧКИН С.Б. — 2015 г.

Полупроводниковые коллоидные квантовые точки, обладающие уникальными спектрально-люминесцентными характеристиками, представляют большой интерес для разработки новых материалов и приборов, имеющих перспективы использования в различных областях. Однако квантовые точки, для которых в настоящее время достигнуты высокие результаты, содержат ионы Cd, Pb, Hg, Se, Te и являются токсичными, что ограничивает их широкое практическое применение. Поэтому в последнее время внимание исследователей привлекают экологически значительно более безопасные квантовые точки полупроводников AIIIBV и особенно InP. По своим спектральным характеристикам квантовые точки InP сходны с хорошо изученными квантовыми точками CdSe и потенциально могут заменить их во многих случаях, особенно если учесть, что они обладают более ярко выраженным размерным эффектом, благодаря узкой запрещенной зоне и большому боровскому радиусу экситона. Кроме того, более высокая прочность ковалентной связи в InP по сравнению с ионной связью в полупроводниках AIIBVI позволяет ожидать их повышенной фотостабильности и устойчивости в активных средах. В данной работе представлен обзор современной литературы по синтезу и свойствам коллоидных квантовых точек фосфида индия, имеющих серьезные перспективы в качестве заменителей токсичных “кадмиевых” квантовых точек.

АЛЕКСАНДРОВ В.А., ОСТАЕВА Г.Ю., ПАПИСОВ И.М., ПАПИСОВА А.И., ПЕТРОВА Л.Г., ПРИХОДЬКО В.М., ФАТЮХИН Д.С. — 2015 г.

Восстановлением ионов меди(2+) при контакте водного раствора смеси поли-N-винилпирролидона и сульфата меди с поверхностью стали получен нанокомпозит, состоящий из наночастиц меди и полимера. В результате обработки реакционной системы ультразвуком образуется золь нанокомпозита, частицы которого включают наночастицы металла и их агрегаты размером от 10 до 100 нм, экранированные полимером. Нанокомпозит использован как прекурсор катализатора азотирования стали – оксида меди, который образуется при высокой температуре в результате разложения нанокомпозита и окисления наночастиц меди. Активность этого катализатора из-за малого размера частиц существенно выше, чем аналогичного катализатора, полученного восстановлением ионов меди в отсутствие полимера.

ЕРАСОВ В.С., ПЛЕТНЕВ М.Ю., ПОКИДЬКО Б.В. — 2015 г.

Приведены результаты исследований дисперсности, синерезиса и реологических свойств водных пен, стабилизированных ациламидопропилбетаином (Cocamidopropylbetaine), содержащих полисахарид ксантан и твердые частицы кремнезема или бентонитовой глины. Анализируется влияние добавок ксантана и твердых частиц на скорость синерезиса, межпузырьковый перенос газа, ответственный за разрушение пены, и вязкостные характеристики пены при разной скорости сдвига.

АНТРОПОВА Т.В., БОГДАНОВА Н.Ф., ВАГАНОВ Д.А., ВОЛКОВА А.В., ЕРМАКОВА Л.Э. — 2015 г.

Для порошков натриевоборосиликатных пористых стекол (ПС) с различной структурой и морфологией порового пространства, а также для сформированных из них диафрагм исследованы структурные, адсорбционные и электрокинетические свойства в зависимости от pH (в интервале 4–9) и концентрации растворов NaCl (10-3 1 М). Результаты определения структурных параметров ПС свидетельствуют о получении слоисто-пористых мезо- и макропористых стеклянных частиц с достаточно узким распределением пор по размерам при высоких значениях общей пористости. Установлено, что поверхностные и электрокинетические характеристики исследуемых ПС попадают в интервал значений, приводимых в литературе для аналогичных межфазных границ. Проанализированы и сопоставлены результаты измерений электрофоретической подвижности пористых частиц и потенциала течения на диафрагмах, сформированных из частиц ПС.

СОБОЛЕВ А.А. — 2015 г.

Исследованы структурные, реологические и электрические характеристики суспензий технического углерода (ТУ) с разной степенью окисления частиц в полярной и неполярной средах. Определены структурные характеристики отдельных частиц и агрегатов ТУ в порошкообразной форме и в дисперсионной среде. Значения предела текучести суспензий ТУ в вазелиновом и касторовом маслах увеличиваются с ростом степени окисления поверхности его частиц, однако при одинаковой степени окисления частиц предел текучести вазелиновых суспензий, как правило, ниже, чем касторовых. Расчетные размеры вторичных агрегатов во всех суспензиях уменьшаются с ростом степени окисления ТУ, но при одинаковой степени его окисления вторичные агрегаты в вазелиновых суспензиях, как правило, больше, чем в касторовых. Рассмотрены возможные механизмы электропроводности суспензий как в состоянии покоя, так и при разных режимах динамического воздействия. Предложена трактовка возникновения и смещения дилатантных пиков для суспензий ТУ в зависимости от степени окисления поверхности его частиц и природы дисперсионной среды.

БАЙГИЛЬДИН В.А., ЕВСЕЕВА Т.Г., МЕНЬШИКОВА А.Ю., ПАНКОВА Г.А., ШЕВЧЕНКО Н.Н. — 2015 г.

Методом безэмульгаторной эмульсионной сополимеризации метилметакрилата с N-винилформамидом и диметакрилатом этиленгликоля синтезированы положительно заряженные монодисперсные частицы. Прослежено влияние сшивающего агента на конверсию мономеров, а также на форму, распределение по размеру и поверхностные характеристики образующихся частиц. Показано, что введение 5 мас. % сшивающего агента в реакционную систему приводит к формированию частиц, -потенциал которых после гидролиза имеет положительные значения при значениях pH от 2 до 10.

ШЕВКУНОВ С.В. — 2015 г.

Идентифицированы четыре качественно различные термодинамические равновесные состояния гидратированной ионной пары хлористого натрия в парах воды. Два из них устойчивые и два неустойчивые. Устойчивые состояния гидратированной контактной ионной пары (CIP) и разделенной растворителем ионной пары (SSIP) представляют зародыши гетерогенной нуклеации в пересыщенных парах. Неустойчивые состояния формируют барьеры свободной энергии, разделяющие устойчивые состояния. При повышении температуры состояния SSIP становятся более устойчивыми, чем CIP, уже в ненасыщенных парах воды. Гидратированные ионные пары, содержащие ион гидрония вместо катиона щелочного металла, абсолютно устойчивы в состоянии SSIP уже в области ненасыщенных паров и низких температур. Компьютерные расчеты свободной энергии и работы гидратации выполнены методом Монте-Карло в биканоническом статистическом ансамбле с применением детализированной модели взаимодействий, включающей поляризацию, непарные взаимодействия ковалентного типа и эффекты переноса заряда.

УГРОЗОВ В.В. — 2015 г.

В рамках решеточной модели идеального газа исследована газовая диффузия через мембрану, состоящую из двух слоев. Получены аналитические выражения для трансмембранного диффузионного газового потока и проницаемости двухслойной мембраны. Обнаружено, что величина трансмембранного газового потока может зависеть от ориентации мембраны. Получено выражение для коэффициента асимметрии диффузионного переноса газа. Показано, что обнаруженный эффект асимметрии диффузионной проницаемости мембраны возникает для нелинейных изотерм сорбции. Полученные результаты могут быть использованы для прогнозирования разделительных характеристик композитных мембран.

ЗУБОВ Д.Н., СКВОРЦОВА З.Н., ТРАСКИН В.Ю., ТРЯПИЧНИКОВА А.А. — 2015 г.

Измерены значения диффузионной проницаемости, электропроводности и коэффициента фильтрации водосодержащих поликристаллов хлорида натрия. На основании результатов измерений рассчитана динамическая толщина межзеренных прослоек, определяющая транспортные свойства материала. Для изначально сплошных образцов эта величина (120–130 нм) соответствует усредненной водоемкости границ зерен, независимо определенной аналитическими методами. Динамическая толщина прослоек в таблетках, полученных прессованием смоченного порошка NaCl под большим давлением, значительно меньше (около 20 нм).

ЧЕРНЯКОВ А.Л. — 2015 г.

Вычислены функции распределения флуктуационных электрических полей вблизи заряженных волокон в предположении случайного распределения зарядов на их поверхности. Показано, что на расстоянии нескольких радиусов от оси цилиндрического волокна функция распределения компонент электрического поля является гауссовой. При приближении к поверхности волокна дисперсия электрических полей расходится, а функция распределения отклоняется от нормального закона. В распределении плотности вероятности возникают слабо убывающие хвосты при больших значениях полей. Показано, что на поверхности волокна плотность вероятности компоненты электрического поля, направленной вдоль оси, описывается распределением Коши. Исследовано распределение полей от системы случайно расположенных и случайно ориентированных заряженных или нейтральных волокон с распределением вдоль них дипольных моментов. Показано, что флуктуирующие электрические поля могут увеличивать эффективность фильтрации в электретных фильтрах.