научный журнал по химии Коллоидный журнал ISSN: 0023-2912

МУМИНОВ С.З. — 2014 г.

На основании данных по адсорбции бензола определены адсорбционные и деформационные свойства дегидратированных натриевой и кобальтовой форм монтмориллонита. Установлено, что при малых давлениях адсорбция и деформация Co-формы минерала, дегидратированного при 293 К, выше, чем у Na-формы. Увеличение относительной деформации этой формы минерала до 4% при малых давлениях бензола и, далее, до 11.7% хорошо согласуется с изменением величины и теплоты адсорбции. Относительные деформации монокатионных форм минерала, дегидратированного при 423 К, в условиях насыщения их бензолом составляли 1.2.

БАДУН Г.А., ИВАНОВ Р.А., СОБОЛЕВА О.А., ЧЕРНЫШЕВА М.Г. — 2014 г.

Методами сцинтиллирующей фазы, межфазной тензиометрии и динамического рассеяния света изучено поведение смесей глобулярного белка лизоцима с цвиттерионным ПАВ кокоамидопропил бетаином в системе вода/октан. Сопоставление величин адсорбции каждого компонента, межфазного натяжения, концентрации компонентов и размера агрегатов в контактирующих фазах позволило предложить механизм поведения смеси белок/цвиттерионное ПАВ в двухфазной системе, основанный на анализе взаимодействия компонентов, структуры и поверхностной активности образующихся агрегатов.

БРОДСКАЯ Е.Н., РУСАНОВ А.И. — 2014 г.

Получены асимптотические формулы для функций распределения в цилиндрических щелях с конечным радиусом сечения. Задача решена на основе асимптотического принципа взаимодействия тел в рамках дисперсионных сил. Рассмотрены симметричная и несимметричная щели между двумя одинаковыми цилиндрами и между цилиндром и твердым телом с плоской бесконечной поверхностью. Проведены расчеты для симметричной щели с шириной, равной двум радиусам цилиндра.

KONIG B., SAUERWEIN Y., АРСЛАНОВ В.В., ЖАМОЙТИНА А.И., КАЛИНИНА М.А. — 2014 г.

Изучены свойства смешанных монослоев Ленгмюра синтетического дифильного рецептора – алкилированного бис-циклического цинкового комплекса 1,4,7,10-тетраазациклододекана и липида – дистеароилфосфатидилхолина. С помощью оптоволоконной спектроскопии поглощения/отражения впервые изучена кинетика гидролиза модельного субстрата, бис-(n-нитрофенил)фосфата, в индивидуальных и смешанных монослоях дифильного рецептора. Установлено, что гидролиз органического фосфата в таких планарных системах протекает по двухстадийному механизму, включающему адсорбцию субстрата на монослое с нулевым порядком реакции относительно адсорбата и реакцию гидролитического распада субстрата псевдовторого порядка. В отличие от аналогичной реакции в объеме молекулярных и коллоидных растворов, при взаимодействии с монослоем модельный субстрат распадается полностью до нитрофенола и фосфат-аниона, при этом дифильный рецептор принимает непосредственное участие в реакции, образуя прочный комплекс с конечным продуктом гидролиза (фосфат-анионом). Увеличение сродства рецептора к фосфат-аниону, предположительно, обусловлено влиянием границы фаз на прочность координационных связей в интермедиате и комплексе рецептор–конечный продукт. Иммобилизация рецептора в липидной матрице приводит к увеличению скорости распада субстрата в монослое почти на порядок. Предложен механизм влияния липидной матрицы на каталитические свойства дифильного металлокомплекса.

КУРАСОВ В.Б. — 2014 г.

Рассмотрено взаимное влияние флуктуаций скорости зародышеобразования в ситуации распада метастабильного состояния. Показано, что оно всегда мало, а значит, кинетику процесса можно построить на основе усредненных характеристик.

АРУТЮНЯН Л.Р. — 2014 г.

Изучено влияние витамина E на мицеллообразование анионного поверхностно-активного вещества, пентадецилсульфоната натрия, в этанольных растворах. Рассчитаны термодинамические параметры мицеллообразования и свободная энергия перехода витамина E из этанола в мицеллярный этанольный раствор. Установлено, что с ростом температуры и концентрации витамина E мицеллообразование пентадецилсульфоната натрия в этанольных растворах затрудняется.

АБХАЛИМОВ Е.В., ДЕМЕНТЬЕВА О.В., ЕРШОВ Б.Г., РОЛДУГИН В.И., РУДОЙ В.М., СОЛОВОВ Р.Д. — 2014 г.

Обнаружен и проанализирован эффект смещения полосы плазмонного поглощения наночастиц золота размером 3 нм в область коротких длин волн при насыщении гидрозоля водородом. Показано, что на наночастице золота происходит диссоциативная адсорбция водорода, который затем может переходить в дисперсионную среду в форме протона, оставляя электрон на наночастице, т.е. реализуется водородный наноэлектрод. Дано качественное объяснение наблюдавшемуся в эксперименте линейному возрастанию величины сдвига полосы плазмонного резонанса с увеличением значения pH раствора.

ЛАРИН А.В. — 2014 г.

На основе численного моделирования и новых аналитических решений изучено влияние длительности входного импульса адсорбируемого вещества на формирование профиля проявительной кривой в динамике адсорбции. Рассчитанные с учетом конечной длины входного импульса проявительные кривые сопоставлены с найденными для мгновенного ввода адсорбируемого вещества в отсутствие внеколоночного размытия. Оценены количественные закономерности изменения параметров кривой, измеряемых в виде времени, соответствующего максимуму кривой, и ширины кривой на фиксированной высоте, в зависимости от длины слоя адсорбента. Определено влияние продолжительности входного импульса на статистические моменты проявительной кривой, которые согласуются с известным в литературе решением, полученным с использованием преобразований Лапласа. Обнаружено соответствие теоретических результатов экспериментальным данным элюирования аргона из потока гелия на слое активированного угля.

ВИЛКОВА Н.Г., МИШИНА С.И., НУШТАЕВА А.В. — 2014 г.

Исследована устойчивость эмульсий и пен, стабилизированных частицами кремнезема, модифицированными гексиламином, в зависимости от концентрации этого ПАВ. Модификация кремнезема короткоцепочечным гексиламином приводит к значительному увеличению краевого угла избирательного смачивания и к обращению фаз в эмульсиях. Углы смачивания поверхности кремнезема водной фазой не превышали 60°, а максимальная устойчивость пен соответствовала значениям краевого угла 38°–50° в зависимости от концентрации твердых частиц.

АПЕЛЬ П.Ю., МОЛОКАНОВА Л.Г., НЕЧАЕВ А.Н. — 2014 г.

Исследовано влияние концентрации щелочи, температуры и концентрации ПАВ в травильных растворах на структурные и транспортные характеристики мембран, полученных путем травления латентных треков высокоэнергетичных тяжелых ионов в полиэтиленнафталатных пленках. Установлено, что присутствие ПАВ обеспечивает формирование пор веретенообразной формы, сужающихся к поверхностям пленки. Разработана методика количественной оценки степени веретенообразности пор. Проведено сравнение транспортных свойств трековых мембран с веретенообразными и цилиндрическими порами.

ВШИВКОВ С.А., ГАЛЯС А.Г., ОЗНОБИХИН А.Ю. — 2014 г.

Изучена вязкость суспензии наночастиц железа–аэросил–глицерин в магнитном поле и в его отсутствие при ротационном течении. При малой скорости сдвига вязкость определяется магнитным полем и при его увеличении возрастает в сорок раз, при большой скорости сдвига преобладает влияние поля механических напряжений. При этом относительная вязкость увеличивается в 1.4 раза, и ее концентрационная зависимость в магнитном поле описывается кривой с максимумом.

SHI-YOW LIN, МИЛЯЕВА О.Ю., НОСКОВ Б.А. — 2014 г.

Динамическая поверхностная упругость растворов комплексов бычьего сывороточного альбумина (БСА) с полистиролсульфонатом натрия (ПСС) измерялась методом осциллирующего кольца в зависимости от возраста поверхности, концентрации полиэлектролита и рН раствора. При значениях pH ниже изоэлектрической точки БСА наблюдается увеличение скорости изменения поверхностных свойств, что связано с уменьшением электрического адсорбционного барьера в результате уменьшения общего заряда комплекса белок/полиэлектролит. При этом на кинетических зависимостях поверхностной упругости возникает локальный максимум, указывающий на начало разрушения третичной структуры белка в поверхностном слое. В области pH, соответствующей одноименному заряду белка и полиэлектролита, наблюдается уменьшение скорости изменения поверхностных свойств. В этом случае также образуется комплекс БСА/ПСС за счет взаимодействия ПСС с отдельными участками поверхности глобулы, имеющими заряд, противоположный суммарному заряду молекулы белка. Увеличение отрицательного заряда комплекса по сравнению с глобулами белка приводит к увеличению адсорбционного электрического барьера и уменьшению скорости изменения поверхностных свойств. При этом зависимости поверхностной упругости от поверхностного давления совпадают с зависимостями для раствора белка. Это означает, что взаимодействие полиэлектролита с белком влияет только на кинетику адсорбции, а поверхностные свойства вблизи равновесия определяются адсорбированными глобулами белка.

ДЗАРДАНОВ Д.В., ЕЛИНЕВСКАЯ Л.С., РОЛДУГИН В.И. — 2014 г.

Изучена стабильность эмульсий гербицидов на основе феноксапроп-П-этила и клоквинтосет-мексила, различающихся своим составом. Оптическими методами исследована динамика эмульсий. Показано, что при образовании эмульсий формируются ансамбли с бимодальным распределением частиц по размерам. Прослежено изменение во времени параметров мод. Определены рецептуры, отвечающие наиболее устойчивым эмульсиям.

БАРВИНЧЕНКО В.Н., ЛИПКОВСКАЯ Н.А., РУГАЛЬ А.А., ФЕДЯНИНА Т.В. — 2014 г.

Спектрофотометрическим методом изучено влияние катионных ПАВ декаметоксина и мирамистина на физико-химические свойства природных флавоноидов кверцетина и рутина в области физиологических значений pH. Установлено, что в результате взаимодействий с данными катионными ПАВ изменяются спектральные характеристики растворов флавоноидов и существенно увеличивается их адсорбция на поверхности высокодисперсного кремнезема по сравнению с водными растворами. Показано, что эффективность адсорбции флавоноидов из растворов декаметоксина и мирамистина определяется величиной pH раствора, степенью гидрофобности флавоноида и природой катионного ПАВ.

ШЕВКУНОВ С.В. — 2014 г.

Методом компьютерного моделирования исследована структура конденсата воды, заполняющего при температуре 260 K плоские поры шириной 1.25 и 0.62 нм, расположенные параллельно базовым граням в кристалле йодида серебра. Воспроизведены все стадии от адсорбции отдельных молекул до полного заполнения поры. На начальной стадии наблюдается сильная кластеризация молекул на стенках, затем стенки покрываются мономолекулярной пленкой, а на заключительной стадии к поверхности пленки присоединяются молекулы, заполняя внутреннюю область поры. Сначала происходит адсорбция на стенке с положительными ионами на поверхности, а потом на противоположной стенке, с отрицательными ионами. На обеих стенках сцепление адсорбированных молекул с поверхностью осуществляется за счет взаимодействий с ионами второго кристаллографического слоя, при этом на противоположных стенках реализуются два типа ориентации плоскости молекул – и ?. Сцепление адсорбированной мономолекулярной пленки с молекулами, заполняющими внутренность поры, требует перевода части молекул пленки из ориентации типа в ориентацию типа ? на одной стенке и обратного перевода на другой. Дефицит молекул в ориентации на одной стенке и в ориентации ? на другой является основной причиной плохой смачиваемости поверхности адсорбированной на стенках мономолекулярной пленки. В экстремально узкой поре захват молекул происходит в поле обеих стенок одновременно. Силы, действующие со стороны обеих стенок, приводят к разделению пленки на пятна, со структурой, синхронизированной с кристаллической структурой каждой из них, при этом пленка находится на грани разрушения.

ШЕВКУНОВ С.В. — 2014 г.

На молекулярном уровне выполнен компьютерный расчет свободной энергии, энтропии и работы адсорбции паров воды в плоских разломах шириной 0.62 и 1.25 нм, параллельных базовой грани в кристалле йодида серебра. В отличие от адсорбции на свободной поверхности, процесс поглощения в порах проходит три стадии – формирования на стенках молекулярной пленок, их слияния и уплотнения флюида в объеме поры. На второй стадии равновесие между флюидом в поре и паром над порой в области температур, отвечающих нормальным условиям, термодинамически неустойчиво, сопровождается формированием барьера свободной энергии и наличием метастабильных состояний. При повышении температуры неустойчивость непрерывным образом нивелируется, однако ее следы остаются даже при температуре кипения воды. Экстремально узкие поры, шириной до одного нанометра, в условиях естественной даже относительно сухой атмосферы всегда заполнены водой. Заполнение пор шириной в несколько нанометров в сильно ненасыщенных парах воды сопряжено с преодолением барьера свободной энергии, однако заполнивший пору флюид остается устойчивым к испарению в парах с плотностью, на порядки более низкой, чем плотность насыщенного пара. Наличие барьера свободной энергии и метастабильных состояний в кристаллических разломах наноскопических размеров создает условия для гистерезисных явлений адсорбционно-десорбционного цикла.

ВИНОГРАДОВА М.М., ДЕМЕНТЬЕВА О.В., ЛУКЬЯНЕЦ Е.А., ОГАРЕВ В.А., РУДОЙ В.М., СОЛОВЬЕВА Л.И. — 2014 г.

Синтезирован и охарактеризован новый фотосенсибилизатор – моноконъюгат окта-4,5-карбоксифталоцианина цинка с L-цистеином, достаточно хорошо растворимый в фосфатном буфере. Исследована хемосорбция молекул этого соединения на поверхности наночастиц золота разного размера. Проведен сравнительный анализ спектральных характеристик синтезированных конъюгатов наночастиц Au и фотосенсибилизатора, и установлено, что привитый на наночастицы золота фотосенсибилизатор характеризуется достаточно интенсивной флуоресценцией. Это открывает перспективы использования таких конъюгатов в фотодинамической терапии опухолей.

РЫЖУК Е.В., ТРИГУБОВА Н.А., ЧЕВЫЧАЛОВА А.В., ЭСТРЕЛА-ЛЬОПИС В.Р. — 2014 г.

Синтезированы наночастицы платины с адсорбционным слоем полисахаридов Chlorella vulgaris (PtПС), и исследована их гетерокоагуляция с клетками рака яичника человека линии А2780. Показано, что характерное время агрегации клеток с наночастицами PtПС составляет 20–25 мин, что соответствует быстрой безбарьерной коагуляции. За это время цитотоксический эффект наночастиц PtПС достигает насыщения и при этом погибает более 50% клеток. Цитоморфологическими исследованиями установлено, что клетки А2780 с двукратно повышенной резистентностью к противоопухолевому антибиотику доксорубицину более чувствительны к воздействию наночастиц PtПС, чем нерезистентные клетки. Предложен электрокинетический тест контроля резистентности раковых клеток, основанный на определении изменения -потенциала наночастиц в результате адсорбции на их поверхности водорастворимых метаболитов клеток.

АКСЕНЕНКО Е.В., ТАРАСЕВИЧ Ю.И. — 2014 г.

В рамках концепции о зависимости свойств слоистых силикатов и их дисперсий от различий в характеристиках поверхностей базальных и боковых граней их частиц рассмотрен вопрос о гидрофобности базальной поверхности талька. Выполнены ab initio расчеты энергетики и геометрии микрокластеров, образуемых молекулами воды, адсорбированными на активных центрах (ионах кислорода) идеальной базальной поверхности талька. Показано, что типичной характеристикой гидрофобных поверхностей является адсорбция единичных молекул воды на крайне редких активных центрах поверхности и последующая адсорбция на них как на вторичных центрах молекул воды, образующих кольцевые структуры. При этом теплота адсорбции на такой поверхности оказывается существенно меньшей, чем теплота конденсации воды, что также указывает на гидрофобность базальной поверхности талька.

ПОТАПОВ С.В., ФОМКИН А.А., ШКОЛИН А.В. — 2014 г.

Измерены зависимости относительной линейной деформации микропористого углеродного адсорбента АУК от давления при адсорбции криптона. Измерения проведены в интервале давлений от 1 Па до 6 МПа и температурах 178, 216, 243, 273, 313, 353 и 393 К. Для всех исследованных температур адсорбционная деформация увеличивается с ростом давления и падает с ростом температуры (за исключением начальной области давлений p < 0.05 МПа). В начальной области давлений на деформационных кривых при низких температурах имеется область сжатия адсорбента, уменьшающаяся с ростом температуры. При относительно высоких температурах (T > 350 К) первоначальное сжатие отсутствует и с ростом давления криптона во всей области давлений адсорбент расширяется. Описание зависимостей деформации от величины адсорбции при использовании уравнения, основанного на обобщенном потенциале межмолекулярного взаимодействия 6-n, показало хорошее соответствие между расчетными и экспериментальными данными, особенно в области средних и высоких заполнений микропор.