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

ЛЕБЕДЕВ Н.Г., СУДОРГИН С.А. — 2014 г.

Рассматривается влияние адсорбции атомарного водорода на проводящие и диффузионные свойства углеродных нанотрубок типа “zig-zag”, помещенных во внешнее электрическое поле. Модель адсорбции атомарного водорода на поверхности однослойных углеродных нанотрубок типа “zig-zag” построена на основе однопримесной периодической модели Андерсона. Теоретический расчет коэффициентов диффузии и удельной электропроводности углеродных нанотрубок типа “zig-zag” с примесями атомов водорода осуществлен в приближении времени релаксации. Выявлено уменьшение электропроводности и коэффициента диффузии электронов при увеличении концентрации адсорбированных атомов водорода. Показана нелинейность зависимости электропроводности и коэффициента диффузии от амплитуды постоянного электрического поля при постоянной концентрации адатомов водорода.

ЕСЕЛЕВИЧ Д.А., КОНЮКОВА А.В., КРАСИЛЬНИКОВ В.Н., ШЕВЧЕНКО В.Г. — 2014 г.

Исследовано влияние ванадийсодержащих активирующих добавок на окисление порошка алюминия марки АСД-4 при низкоскоростном нагревании на воздухе. Испытан ряд активаторов, введенных путем пропитки порошка металла ванадийсодержащими гелями следующих составов: Li2V12O31 · nH2O, Na2V12O31 · nH2O, Na2MoV11O31 · nH2O, V2O5 · nH2O и 6V2O5 · B2O3 · nH2O. Предложен метод получения гелей, основанный на мгновенном охлаждении расплавов соответствующих реагентов в холодной воде. Установлено, что окисление активированных порошков смещается в низкотемпературную зону.

БИЛЕРА И.В., БОРИСОВ А.А., КОЛБАНОВСКИЙ Ю.А., СКАЧКОВ Г.И., ТРОШИН К.Я. — 2014 г.

Влияние малых добавок водорода на самовоспламенение богатых кислородных метан-пропановых смесей, имитирующих попутный нефтяной газ, исследовано при повышенных давлениях в статическом реакторе перепускного типа. Опыты показывают, что добавки водорода увеличивают температуру самовоспламенения смесей приблизительно на 140 К, т.е. они ингибируют самовоспламенение углеводородных смесей при низких температурах. Однако при более высоких температурах малые добавки водорода, наоборот, промотируют их самовоспламенение. Добавки водорода существенно усиливают проявление “отрицательного температурного коэффициента” скорости реакции при самовоспламенении углеводородов. Сравнение экспериментальных данных с расчетом по кинетическим программам показало необходимость значительного расширения детального механизма в области существования отрицательного температурного коэффициента скорости реакции окисления углеводородов.

КРУПЯНСКИЙ Ю.Ф., СИНИЦЫН Д.О., СТЕПАНОВ А.С., ТЕРЕШКИНА К.Б. — 2014 г.

В настоящей работе экспериментальными и теоретическими методами исследована структура комплексов алкилированных оксибензолов – 4-гексилрезорцина, 5-метилрезорцина и тирозола. Изучено влияние 4-гексилрезорцина и 5-метилрезорцина в большом диапазоне их концентраций на структуру, равновесные флуктуации и функциональную активность водорастворимого фермента лизоцима. Построена пространственная модель взаимодействия молекул лигандов и их кластеров с белком и водным окружением. Предложен возможный механизм стабилизации третичной структуры белка указанными молекулами.

АЛУКЕР Э.Д., ЗВЕРЕВ А.С., КРЕЧЕТОВ А.Г., МИТРОФАНОВ А.Ю., ТУПИЦЫН А.В. — 2014 г.

Предложена микроочаговая модель зарождения цепной реакции взрывного разложения при лазерном инициировании энергетических материалов. Зародышами микроочагов являются флуктуации плотности возбуждений, возникающие в результате стохастического характера взаимодействия фотонов с энергетическим материалом при фотоинициировании. Вероятность взрыва определяется конкуренцией двух процессов: 1) микровзрыва в изолированном очаге, приводящего к выбросу вещества из области очага и образованию каверн, и 2) перекрывания растущих очагов, приводящего к образованию зоны взрыва и макровзрыву значительной части или всего образца. Проведена экспериментальная проверка предсказаний модели (зависимость вероятности взрыва и длительности индукционного периода ТЭНа от экспозиции инициирования (1064 нм, 10 нс)), подтверждающая адекватность предложенной модели.

ЗОН Б.А., КРИСИЛОВ А.В., ЛЕВИН М.Н. — 2014 г.

Поле пространственного заряда в спектрометрах ионной подвижности существенно влияет на диффузию и дрейф ионов, если их начальная плотность превышает 106 см-3. В результате распределение ионов во времени и пространстве перестает описываться гауссовой кривой. Подобные негауссовы распределения ионов меняют не только количественно, но и качественно вид спектров, что может приводить к их неверной интерпретации.

ГРОШАНОВА С.С., КАРПОВА С.Г., ЛУКАНИНА Ю.К., ЛЮСОВА Л.Р., НАУМОВА Ю.А., ПОПОВ А.А. — 2014 г.

Методами ЭПР-спектроскопии спинового зонда, дифференциально-сканирующей калориметрии, ИК-спектроскопии, изучения упругопрочностных показателей исследовали влияние растворителей: тетрагидрофурана (ТГФ), метилэтилкетона (МЭК), этилацетата (ЭА), ацетона (А) на структуру и молекулярную динамику смесевых композиций на основе полиуретана (ПУ) и сополимера стирола с акрилнитрилом (САН). Молекулярная подвижность ( ), степень кристалличности ( ), модуль упругости (Е) претерпевают небольшие изменения в смесевых композициях, соответствующих составам от 100% ПУ до 50% ПУ + 50% САН, и только при более высоком содержании САН в композиции наблюдаются резкие изменения структурно-динамических параметров независимо от растворителя. Наблюдался рост , и модуля упругости в смесевых композициях в зависимости от класса растворителя в следующей последовательности: ТГФ, МЭК, ЭА, А, что обусловлено термодинамическим сродством между растворителем и растворенным веществом. В работе также показано, что происходит рост водородных межмолекулярных связей между нитрильными и уретановыми группами (полоса при 3344 см-1) с увеличением содержания САН в смесевой композиции.

БИРЮКОВА М.И., БЫЧКОВА А.В., КОНСТАНТИНОВА М.Л., КОСТАНОВА Е.А., ЛЕОНОВА В.Б., РАЗУМОВСКИЙ С.Д., РОЗЕНФЕЛЬД М.А., ЩЕГОЛИХИН А.Н. — 2014 г.

Плазменный фибринстабилизирующий фактор (pFXIII) является гетеросубъединичным белком, основная функция которого состоит в ковалентной стабилизации матрицы фибрина. В работе исследовали инициированное озоном свободнорадикальное окисление плазменного фибринстабилизирующего фактора на различных стадиях его ферментативной активации. Электрофоретические данные по накоплению -димеров и -полимеров в процессе образования стабилизированного фибрина указывают на то, что снижение ферментативной активности FXIIIа в большой степени зависит от стадии активации pFXIII, на которой осуществляется окисление. Результаты УФ-, ИК-спектроскопии и спектроскопии комбинационного рассеяния свидетельствуют о том, что процесс окисления аминокислотных остатков полипептидных цепей pFXIII затрагивает прежде всего циклические, цистеиновые и цистиновые группы с образованием кислородсодержащих продуктов и сопровождается нарушением вторичной структуры белка. Методом динамического светорассеяния обнаружено разрыхление структуры белка при свободнорадикальном окислении. С помощью ЭПР-спектроскопии спиновых меток сделан вывод о локальном изменении конформации pFXIII в результате окислительной модификации. Обсуждаются возможные причины различной чувствительности pFXIII к окислительной модификации в процессе его ферментативной активации. Предполагается, что регуляторные субъединицы FXIII-B2 могут являться антиоксидантными структурными элементами белка, обеспечивающими защиту каталитических субъединиц FXIII-A2 от действия активных форм кислорода.

АЛЬХУСАН Х., АССАД М.С., ПЕНЯЗЬКОВ О.Г., СЕВРУК К.Л. — 2014 г.

В работе представлены результаты исследования влияния турбулентности потока водородно-кислородно-воздушной смеси на переход горения в детонацию в импульсной камере сгорания (ИКС). Приведено сравнение параметров рабочего процесса в ИКС при распространении фронта пламени в покоящейся и сильно турбулизированной смесях (Re 104). Показано, что в случае неподвижной смеси детонация не возникает вследствие малости длины ИКС. Наличие интенсивных пульсаций (Re > 2 · 104), создаваемых элементами смесительной камеры специальной конфигурации, способствует формированию детонации, скорость которой зависит от соотношения топливо/окислитель.

АЗАТЯН В.В., ЗУБАНЬ А.В., НАВЦЕНЯ В.Ю., ШЕБЕКО А.Ю., ШЕБЕКО Ю.Н. — 2014 г.

Проведено экспериментальное определение концентрационных пределов распространения пламени в смесях горючий газ (метан, водород) – закись азота – фторированный углеводород (трифторметан CHF3, пентафторэтан C2HF5, перфторбутан C4F10). Обнаружены существенно более низкие по сравнению с горением в воздухе значения нижних концентрационных пределов распространения пламени и заметно более высокие величины верхних концентрационных пределов. Составы смесей в точках флегматизации (мыс полуострова распространения пламени) характеризуются низкими значениями коэффициента избытка горючего (в большинстве случаев < 0.1), в то время как для случая горения в воздухе и азотокислородной среде с содержанием O2 в 25 об. % величины , как правило, превышают 0.5. Установлено, что флегматизирующие концентрации фторированных углеводородов при горении метана и водорода в закиси азота имеют близкие значения, в отличие от горения в окислительных средах, состоящих из азота и кислорода. Дана качественная интерпретация полученных результатов.

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

Исследованы состояния ридберговского атома А* *, возмущенные силовым полем нейтрального атома B. Задача сводится к исследованию волновых функций составной системы и выяснению их основных отличий от ридберговских волновых функций. Волновая функция системы “ридберговский атом А* *–атом B” построена с использованием метода потенциала конечного радиуса, включающего короткодействующие и дальнодействующие взаимодействия слабосвязанного ридберговского электрона с возмущающей частицей. В качестве приложения теории рассмотрена система Na* * .

АНПИЛОВ С.В., БЫЧКОВ В.Л., САВЕНКОВА Н.П. — 2014 г.

Проанализирована возможность газодинамической природы “плазмоидов” гатчинского разряда. Анализ проведен при использовании двух моделей для формирования течений нагретого газа над разрядной областью. Так, рассмотрен нагрев газа объемным источником тепла в области центрального электрода и горячей струей, созданной над поверхностью разрядной области и имеющей максимальную скорость в области над центральным электродом. Установлено лучшее согласие между результатами, полученными во второй модели, и данными эксперимента.

ДАВЫДОВ К.С., КОБЗЕВ Г.И., КОМИССАРОВ Г.Г., ЛОБАНОВ А.В. — 2014 г.

Определены кинетические и фотохимические параметры генерации активных форм кислорода, в том числе синглетного кислорода, фотосенсибилизированной хлорофиллом и его аналогами на основе магниевых комплексов тетрапирролов. Показано, что природа центрального иона металла является определяющим фактором в дезактивации образующегося синглетного кислорода. Продемонстрировано, что фотосенсибилизирующая активность тетрапиррольных металлокомплексов снижается при их агрегации.

ОЛЬХОВ О.А. — 2014 г.

В рамках предложенной ранее автором геометрической интерпретации квантовой механики получены новые уравнения для вычисления энергетического спектра атома гелия. Основная идея этого подхода состоит в том, что многоэлектронные атомы рассматриваются как микроскопические топологические дефекты физического пространства-времени, не содержащие внутри себя никаких точечных частиц. Предполагается, что группы преобразований симметрии таких дефектов изоморфны группам симметрий, рассматриваемых обычно при использовании представлений о тождественных атомных электронах (например, группа перестановок). Уравнения получены в приближении, аналогичном приближению теории самосогласованного поля Хартри–Фока, но существенно отличаются от уравнений этой теории. Численные расчеты потенциалов ионизации для пара- и ортогелия приводят к результатам, хорошо согласующимся с экспериментальными значениями.

ЗАЕВ И.А., ПРОКОПОВИЧ И.В. — 2014 г.

В работе предложен подход к построению универсальных глобальных механизмов самовоспламенения метана. В основу положено требование обязательного воспроизведения всех кинетических стадий процесса самовоспламенения и типа их кинетики. Показано, что удовлетворение этим требованиям позволяет получать глобальные механизмы самовоспламенения метана, которые применимы в широком диапазоне начальных условий и адаптируемы к новым задачам. Получен глобальный механизм самовоспламенения (10 веществ и 9 реакций), а также расширенный глобальный механизм плазменно-стимулированного воспламенения метана (10 веществ, 10 реакций).

БУРКИНА Р.С., МОИСЕЕВА К.М. — 2014 г.

Исследуются возможные режимы работы реактора идеального смешения с инертной внутренней насадкой. В параметрическом пространстве системы определены шесть областей различных возможных режимов работы реактора, включая области неединственности возможного режима. Численным интегрированием исходной задачи подтверждаются результаты аналитического исследования.

БЕЛОНЕНКО М.Б., КОНОБЕЕВА Н.Н., ФЕДОРОВ Э.Г. — 2014 г.

Исследовано распространение двумерного биполярного электромагнитного импульса в массиве полупроводниковых углеродных нанотрубок с многоуровневыми примесями. Электромагнитное поле в массиве нанотрубок описано с помощью уравнений Максвелла, сведенных к неодномерному волновому уравнению. В результате численного решения волнового уравнения показана возможность распространения двумерного электромагнитного бризера в массиве нанотрубок. Выяснен характер эволюции формы бризера, получена зависимость максимальной интенсивности его поля от времени. Установлено, что введение многоуровневых примесей обуславливает существенное изменение параметров и, как следствие, возможность дополнительной стабилизации лазерного импульса, распространяющегося в массиве полупроводниковых углеродных нанотрубок.

БОРИСОВ А.А., ЕРМОЛАЕВ Б.С., СУКОЯН М.К., СУЛИМОВ А.А., ТУРУНТАЕВ С.Б. — 2014 г.

Проведены экспериментальные исследования и термодинамические расчеты детонации взрывного проппанта – гексогенсодержащего водонасыщенного песка. Исследуемый материал представляет интерес для использования в качестве взрывчатой добавки к расклинивающему наполнителю, который закачивается в трещины гидравлического разрыва нефтеносных пластов. Опыты проводились в дюралюминиевых оболочках с цилиндрическим и плоским каналами. Изучена зависимость скорости детонации от содержания гексогена в смеси в диапазоне от 14 до 74 вес. %, размеров частиц гексогена, песка и начальной температуры. Критический диаметр заряда, способного детонировать, снижается при увеличении содержания гексогена в смеси, составляя всего несколько миллиметров при содержании гексогена от 30 вес. % и выше. Полидисперсный гексоген обеспечивает высокую детонационную способность смесей; фракции частиц гексогена в узком диапазоне размеров, в особенности крупный гексоген с частицами размером 0.4–0.7 мм, заметно повышают критический диаметр детонации. При повышении начальной температуры смеси от +20°C до +90°C критическая толщина детонации снижается в несколько раз. Детонация исследуемых смесей в сужающемся плоском канале протекает с постоянной скоростью, которая мало отличается от скорости детонации, измеренной в цилиндрическом канале. Достигнув участка, где раскрытие канала оказывается меньше критического, детонация резко обрывается. Термодинамические расчеты детонации взрывного проппанта проведены с использованием уравнения состояния BKWS в предположении, что песок является инертной добавкой, которая находится в механическом равновесии с продуктами детонации смеси гексоген + вода. Получено удовлетворительное согласие с экспериментом по скорости детонации и ее зависимости от содержания гексогена. Это позволяет заключить, что гексоген в смеси с водонаполненным песком детонирует в пределах узкой зоны реакции, без существенных потерь тепла на нагрев инертной добавки путем конвекции.

ЛЕБЕДЕВ Н.Г., ЛЕБЕДЕВА О.С. — 2014 г.

В работе представлены результаты теоретического исследования ширины запрещенной зоны деформированных примесных углеродных нанотрубок двух структурных модификаций: трубки типа “arm-chair” и “zig-zag”. Электронные состояния в примесных нанотрубках рассматривались в рамках периодической модели Андерсона. В качестве донорных и акцепторных дефектов замещения выбраны азот и бор соответственно. Изучена зависимость ширины запрещенной зоны углеродных нанотрубок от концентрации примесей и величины деформации растяжения и сжатия.

АВХАДИЕВА А.И., КАТИН К.П., МАСЛОВ М.М., ПОДЛИВАЕВ А.И. — 2014 г.

Циклотетракубил (C8H6)4 – наименьший из возможных двумерных олигомеров, построенных из кубиленовых единиц. В настоящей работе с помощью оригинальной квантовохимической методики молекулярного моделирования впервые определены его термокинетические параметры (энергия активации, частотный фактор). Исследована температурная зависимость времени жизни циклотетракубила в интервале температур T=700-1600 K. Полученные результаты сравнивались с данными для изолированного кубана и линейного тетракубила с целью анализа влияния мерности олигомеров на их термическую устойчивость и механизмы распада. Моделирование более тяжелых олигомеров: C72H48, C128H80, C200H120, позволило посредством экстраполяции получить энергию связи на один кубиленовый фрагмент в бесконечном двумерном слое (Eb=8.62 эВ/мер) и определить поведение HOMO–LUMO-щели с ростом размерности олигомера.