научный журнал по химии Химическая физика ISSN: 0207-401X

БЕКЕШЕВ В.Г., ВНУКОВА Л.В., ГОРДЕЕВА И.В., ДУДАРЕВА Т.В., ЗВЕРЕВА У.Г., КАПЛАН А.М., КРАСОТКИНА И.А., НИКОЛЬСКИЙ В.Г., РОЧЕВ В.Я., СТЫРИКОВИЧ Н.М., ЧЕКУНАЕВ Н.И. — 2014 г.

Исследованы структура и свойства активного порошка дискретно девулканизованной резины (АПДДР), получаемого в роторных диспергаторах по методу высокотемпературного сдвигового измельчения. Методами электронной и атомной силовой микроскопии изучена морфология частиц АПДДР, в том числе после перемешивания таких частиц с горячим битумом. Реологические испытания модифицированных резиной битумов показали применимость частиц АПДДР в качестве эффективного модификатора битумных вяжущих и асфальтобетонных покрытий, предназначенных для работы в различных климатических зонах при максимальных нагрузках. Данные подтверждены при испытании образцов модифицированных асфальтобетонов.

КУВЕРОВА В.В., ЮРОВА И.Ю. — 2014 г.

Исследован вопрос о выборе поляризационного корреляционного потенциала Vpol для описания взаимодействия электронов с атомарной мишенью. Найден оптимальный вид этого потенциала по данным расчета дифференциального сечения рассеяния на атомарном водороде с использованием метода парциальных волн и точного обменного оператора. Показано, что параметры потенциала Vpol можно определять из условия совпадения расчетного и экспериментального значений энергии сродства к электрону. При взаимодействии медленных электронов с атомами инертных газов предложено находить величину поляризационного параметра Rp по известному положению минимума Рамзауэра в полном сечении упругого рассеяния. Конкретные расчеты выполнены для атомов аргона и криптона. Результаты хорошо согласуются с многочисленными данными экспериментальных и теоретических работ.

МАРШАКОВ В.Н., ПУЧКОВ В.М. — 2014 г.

Посвящается светлой памяти Валентина Ивановича Пучкова

АДАМСОН С.О., ДЕМЕНТЬЕВ А.И., ПРЕОБРАЖЕНСКАЯ А.А., ХАРЛАМПИДИ Д.Д. — 2014 г.

На примере низшего резонансного состояния системы H- рассмотрено применение двух вариантов метода стабилизации: с введением в гамильтониан внешнего потенциала и с последовательным расширением базиса одночастичных функций. На основании сравнения результатов сделан вывод о возможностях применения рассматриваемых методов для расчетов параметров резонансов в многоэлектронных системах.

КРАСНОВА М.А., ЛОЙКО Н.Г., МАРТИРОСОВА Е.И., ПЛАЩИНА И.Г., ЭЛЬ-РЕГИСТАН Г.И. — 2014 г.

Методом динамической капельной тензиометрии исследована поверхностная активность и динамика формирования адсорбционных слоев индивидуальных растворов 5-метилрезорцина (МР) и его смешанных растворов с лизоцимом на межфазной границе воздух/раствор (0.05 М фосфатный буфер, pH 6.0) в условиях, когда МР максимально повышает гидролитическую активность лизоцима. На основе изотерм определены термодинамические параметры адсорбции. Установлено, что МР обладает более низкой поверхностной активностью в сравнении с традиционными ПАВ. Метил-резорицин повышает поверхностную активность и скорость адсорбции лизоцима на границе воздух/раствор во всем диапазоне использованных концентраций.

АДУЕВ Б.П., ЗВЕКОВ А.А., НУРМУХАМЕТОВ Д.Р., ФУРЕГА Р.И. — 2014 г.

В работе получены зависимости вероятности взрыва тэна с различным содержанием наночастиц никеля в образцах от плотности энергии инициирующего лазерного импульса ( = 1064 нм, = 14 нс). Показана возможность регулирования чувствительности тэна к лазерному воздействию с помощью добавок наночастиц никеля. Проведено экспериментальное и теоретическое сравнение с полученными ранее результатами с использованием в качестве включений наночастиц алюминия. Показано, что полученные результаты согласуются на качественном уровне с микроочаговой моделью инициирования теплового взрыва.

АВЕТИСОВ В.А., ИВАНОВ В.А., МЕШКОВ Д.А., НЕЧАЕВ С.К. — 2014 г.

Исследована релаксационная динамика эластичных сетей примеров складчатой (фрактальной) глобулы, полученных методом компьютерного моделирования процесса коллапса полимерной цепи в различных режимах. Показано, что по своим динамическим свойствам складчатые глобулы подобны белкам – молекулярным машинам.

ГОЛУБКОВ Г.В., ГОЛУБКОВ М.Г., МАНЖЕЛИЙ М.И. — 2014 г.

Рассмотрено некогерентное излучение в диапазоне частот 0.8–8.0 ГГц, которое образуется в D-слое ионосферы при повышении солнечной активности за счет переходов между ридберговскими состояниями. Дана оценка толщины излучающей части слоя, которая расположена между 80-ю–110-ю км над поверхностью Земли. Обнаружен сложный нерегулярный характер поведения интенсивности сверхфонового излучения в зависимости от частоты для различных значений концентрации ne и температуры Te электронов, что обусловлено различием характеристик рассеяния электронов на молекулах азота и кислорода. Рассчитаны зависимости мощности потока UHF-излучения D-слоя в указанном диапазоне частот от концентрации и температуры свободных электронов. Показано, что в спектре UHF-излучения на частоте v=1.44 ГГц возникает характерная точка перетяжки (waist point), положение которой практически не зависит от температуры Te, т.е. формируется однопараметрическая зависимость мощности потока излучения от концентрации электронов ne. В диапазоне частот 4.0–8.0 ГГц спектр излучения содержит семейство кривых, которые для каждого значения ne в широком диапазоне изменения Te образуют определенную зависимость, называемую “бутылочным горлышком” (“bottle neck”). Обнаружено, что с ростом частоты это горлышко перемещается вверх по кривой, описываемой квадратичной зависимостью от частоты излучения. В случае фиксированной частоты, расположенной вблизи 5 ГГц, для определенной области изменения температур Te и концентраций электронов в диапазоне 5.103 ne < 2.104 см-3 наблюдается практически линейная зависимость мощности UHF-излучения от ne. Проведен сравнительный анализ задержки сигналов GPS на частотах v =1.57 ГГц и v 5 ГГц в зависимости от состояния ионосферы. Показано, что в одних и тех же условиях использование второй частоты имеет преимущество и является более информативным. Обсуждены пути дальнейшего развития теории и эксперимента для изучения резонансных квантовых свойств среды по искажению сигналов глобальной спутниковой системы позиционирования и решения фундаментальной задачи об их устранении.

ДЕМИХОВ Ю.Н., ЛЫСЕНКО О.Б., СКУЛЬСКИЙ Н.А., СОБОТОВИЧ Э.В. — 2014 г.

Исследовано влияние магнитного изотопного эффекта на реакции радикальных пар, содержащих радикал-ионы с тяжелым атомом (UO ), что в дальнейшем может быть связано с решением практических задач с новым способом обогащения изотопов урана в химических реакциях за счет различия в их магнитных свойствах. Магнитный изотопный эффект урана может быть положен в основу эффективного метода разделения его изотопов (234U, 235U, 238U). На основании проведенных теоретических и экспериментальных исследований были обоснованы особенности поведения в химических реакциях природных и искусственных изотопов урана, обусловленные фундаментальными свойствами их ядер, а также возможность использования в виде ядерного топлива как отходов обогащенных урановых руд (хвосты в хвостохранилищах), так и отработанного ядерного топлива. Было также изучено поведение четных природных и искусственных изотопов изотопной смеси в ядерном топливе (232U, 234U, 236U), которые являются вредными примесями, поглощающими часть тепловых нейтронов и ухудшающими гомогенность топлива.

ГРИГОРЬЕВ И.А., КИРИЛЮК И.А., КОВАЛЕВА Е.Г., МИКУШИНА Ю.В., МОЛОЧНИКОВ Л.С., ПАРШИНА Е.В., ШИШМАКОВ А.Б. — 2014 г.

Синтезированы композиционные материалы (КМ) на основе ксерогелей диоксида циркония и порошковой целлюлозы (ПЦ). Проведен анализ влияния заряженности поверхности КМ на их комплексообразующие свойства по отношению к ионам Cu2+ и каталитическую активность полученных образцов в модельных реакциях разложения H2O2 и окислительного дегидрирования триметилгидрохинона кислородом воздуха. Экспериментально доказано, что использование ПЦ при синтезе КМ на основе ZrO2, как и в случае КМ на основе SiO2 и TiO2, исследованных ранее, приводит к увеличению Sуд и снижению отрицательного электрического потенциала их поверхности. Заряд поверхности, способ сорбции и состав буферного раствора, из которого проводится сорбция, оказывают значительное влияние как на содержание меди(II) в фазе КМ, характер распределения и состав сорбированных соединений меди(II), так и на каталитическую активность синтезированных Сu2+-содержащих КМ.

АУЕЛХАНКЫЗЫ М., ЛЕСБАЕВ Б.Т., МАНСУРОВ З.А., ПРИХОДЬКО Н.Г. — 2014 г.

Представлены результаты исследования синтеза графенов в пламени предварительно перемешанной пропан-кислородной смеси с добавлением аргона при атмосферных условиях. Установлено, что температура в 900–950°C и время экспозиции в 5 мин достаточны для синтеза графеновых пленок на никелевой подложке, которая является предпочтительной по сравнению с медной. Определено, что образование графеновых слоев на подложке происходит вертикально по высоте пламени при последующем переходе в сажевую структуру. Показано, что минимальное количество слоев графена (два-три слоя) наблюдается в диапазоне значений угла наклона подложки относительно вертикальной оси пламени от 0° до 30°.

ЖУКОВ А.С., ЛАВРОВ Б.П. — 2014 г.

Рассматривается возможность оценки относительных концентраций молекул Н2, HD, D2 в неравновесной водородно-дейтериевой плазме низкого давления по измеренным относительным интенсивностям спектральных линий атомов и молекул. Показано, что отношения интенсивностей линий серии Бальмера атомов водорода и дейтерия могут быть использованы для оценки относительных концентраций изотопных молекул в двух предельных случаях достаточно высокой (Модель 1а) и достаточно низкой (Модель 1b) степени диссоциации молекул в плазме. Предлагается методика определения относительных концентраций молекул Н2, HD и D2 по измеренным отношениям интенсивностей спектральных линий Q-ветвей полос -системы Фулхера этих молекул в рамках упрощенной модели возбуждения и дезактивации электронно-колебательно-вращательных уровней (Модель 2). Предлагаемые методики полностью независимы, так как они основаны на рассмотрении различных физических процессов, в них используются различные экспериментальные данные и не содержится каких-либо подгоночных параметров. Поэтому одновременное использование различных независимых моделей предоставляет возможность оценивать их применимость в конкретных экспериментальных условиях.

ВОЛОДИНА В.А., ГОРДОН Д.А., ДЕМИДОВ С.В., КУЗИНА С.И., МИХАЙЛОВ А.И. — 2014 г.

Рассмотрен круг вопросов, связанных с химическими свободнорадикальными процессами в полимер-мономерных системах. Спектральными (ЭПР, ИКС) и другими физико-химическими методами (калориметрия, хроматография, вискозиметрия) показано, что при низкотемпературном воздействии галогенов (фтора, хлора) на полимеры и мономеры происходит спонтанное образование свободных радикалов. При давлениях F2, Cl2 меньше 100 Торр концентрации радикалов достигали значений 1017 1019 спин/г, для чего при радиолизе потребовалось бы несколько сотен (или тысяч) кГр. Образование радикалов с разрывом химических связей (без внешнего энергетического воздействия на систему) рассмотрено в рамках модели концертных реакций в полимолекулярных низкотемпературных комплексах, включающих одновременное протекание эндо- и экзотермических стадий в одном элементарном акте с общим экзотермическим эффектом. Показано, что образующиеся радикалы могут быть использованы для инициирования полимеризации виниловых и ацетиленовых мономеров.

ЗАНГИЕВ А.Э., ИВАНОВ В.С., ФРОЛОВ С.М. — 2014 г.

С помощью трехмерного газодинамического расчета подтвержден вывод о превосходстве воздушно-реактивного импульсного детонационного двигателя по удельной тяге на 20–30% над идеальным прямоточным воздушно-реактивным двигателем на обычном горении.

АЛЕКСАНДРОВ Е.Н., КОЗЛОВ С.Н., КУЗНЕЦОВ Н.М., МАРКЕВИЧ Е.А. — 2014 г.

Проведен сравнительный анализ возможных механизмов гетерогенных реакций окисления водорода и метана при давлениях смеси ниже третьего предела воспламенения и в течение периода индукции при воспламенении. Предложенные механизмы реакций основаны на свойствах хорошо изученных активных центров на поверхности кварца. Представленные механизмы на качественном уровне объясняют имеющиеся экспериментальные данные по гетерогенным реакциям начальных стадий окисления водорода и метана.

ШКАДИНСКАЯ Г.В., ШКАДИНСКИЙ К.Г. — 2014 г.

С позиций теории горения исследуется фронтальный режим полимеризации смесевых композиций в реакторе вытеснения. Рассматривается двухтемпературная математическая модель самоподдерживающегося фронта экзотермической полимеризации смесевой среды мономера с наполнителем, учитывающая основные закономерности макрокинетики процесса, экзотермику химического взаимодействия, а также процессы теплообмена. Изучена структура фронта: распределение полей температур и концентраций реагентов. Исследовано влияние на динамику процесса полимеризации и стабилизацию фронта полимеризации в реакторе специальных теплопроводящих элементов, прогревающих при входе в реактор исходную смесевую среду.

АНДРИАНОВА З.С., ДЕЮН Е.В., ИВАНОВА А.Н., САМОЙЛЕНКО Н.Г., ФИНАЕВА Ю.Н. — 2014 г.

Сформулирована двухтемпературная модель противоточного реактора идеального вытеснения для двух химически взаимодействующих жидких сред – дисперсионной (сплошной) и дисперсной. Показано, что существует критическое значение скорости движения дисперсионной среды, которое разделяет два типа стационарных режимов. Если скорость больше критической, то реализуются стационарные режимы с разогревом дисперсной фазы, который локализуется вблизи ее входа. В этом режиме происходит полное выгорание растворенного в ней вещества. Если скорость меньше критической, то реализуются режимы, в которых максимальный разогрев локализуется у входа дисперсионной среды, и происходит ее полная очистка. Показано, что локализация тем сильнее, чем больше скорость реакции. Получено условие для параметров, определяющее возможность возникновения теплового взрыва при запуске реактора.

ШАЙТАН К.В. — 2014 г.

В статье содержится краткий обзор современного состояния исследований в области динамики биомакромолекул и их комплексов. Акцент сделан на работах, развиваемых в последние 30 лет в МГУ имени М.В. Ломоносова и ИХФ им. Н.Н. Семенова РАН. Рассмотрены физические особенности динамики ангстремных и субангстремных флуктуаций в конденсированной среде на основе данных мессбауэровской спектроскопии и молекулярной динамики. Приведены результаты полномасштабного моделирования функционирования ионных каналов с использованием суперкомпьютеров (суперкомпьютер МГУ “Ломоносов”). Обсуждены вопросы динамики самоорганизации макромолекулярных структур на примере модельных полимерных структур и наноструктур. Рассмотрены особенности топологии многомерной энергетической поверхности конформационно подвижных систем и ее влияние на динамические свойства объектов. В заключение обсуждаются динамика функционирования простейших молекулярных машин на основе катенанов и ротаксанов и роль конформационной подвижности в обеспечении их функционирования.

ГАЛАШЕВ А.Е. — 2014 г.

Методом молекулярной динамики исследована адсорбция молекул метана кластерами воды. Структурные изменения, происходящие при адсорбции метана, анализировались методом статистической геометрии, основанным на построении гибридных и упрощенных многогранников. Обнаружено усиление упорядочения структуры кластера воды по мере добавления к нему молекул метана. Это упорядочение выразилось в увеличении долей гексагональных водородных колец и линейных пар водородных связей.

ЗАНИН А.М., СКОБЛИН А.А., СТОВБУН С.В. — 2014 г.

Показано, что микроскопическая модель антисегнетоэлектрической элементарной струны позволяет объяснить особенности структурной макрокинетики и макроскопической динамики хиральных струн. Установлено, что процесс формирования струн контролируется диффузией, а суперспирализация струн – их ван-дер-вальсовым взаимодействием. Впервые установлены три режима формирования струн: равномерный рост цилиндрической струны, -сборка обратного конуса тонких струн, -распад. Режим -сборки сопровождается вращением формирующейся струны вокруг своей оси, что может приводить к неустойчивости, приводящей вначеле к изгибу струны, а затем к формированию петель.