научный журнал по химии Коллоидный журнал ISSN: 0023-2912

САВИЦКИЙ Д.П. — 2014 г.

Исследованы реологические свойства угольных суспензий, полученных с применением в качестве дисперсионной среды низших спиртов ряда этанол–пентанол. Показано, что увеличение длины углеводородного радикала приводит к возрастанию вязкости и сдвигового напряжения спиртоугольных суспензий.

ЕРЕМЕНКО С.И., КУЗНЕЦОВА Т.Ф. — 2014 г.

Проведен синтез кремнезема аэрогельного типа путем осаждения гидрогеля из жидкого стекла в присутствии глицерина с последующей экстракционной обработкой этанолом. Измерены изотермы низкотемпературной адсорбции–десорбции азота полученными образцами. Показано, что распределение мезопор по размерам становится более однородным с ростом pH осаждения, количества глицерина и при экстракционной обработке как жидкого гидрогеля, так и высушенных при 293 и 373 К ксерогелей.

КОРШУНОВ М.А., ШАБАНОВ А.В., ШАБАНОВА О.В. — 2014 г.

Методом молекулярной динамики определены конформационные состояния цепочек полиметилметакрилата в среде, состоящей из воды и мономера (метилметакрилата). Показано, что фиксируемые в эксперименте сферические частицы, появляющиеся в процессе полимеризации, представляют собой капельный агрегат нескольких цепочек, концентрации воды и мономера в котором отличаются от таковых для дисперсионной среды. Показано, что оптимальной для формирования капельных агрегатов сферической формы является концентрация метилметакрилата в исходной реакционной смеси на уровне 20%. Экспериментально установлено, что сферические частицы полиметилметакрилата с узким распределением по размерам образуются при концентрации метилметакрилата 23.

АНТРОПОВА Т.В., КРЕЙСБЕРГ В.А., РАКЧЕЕВ В.П. — 2014 г.

Исследовано влияние щелочной обработки двух базовых ликвировавших натриево-боросиликатных пористых стекол на их микро- и мезопористую подструктуры. С помощью равновесных и кинетических адсорбционно-десорбционных методов при низких, средних и высоких относительных давлениях изучена морфология пор и получены структурные характеристики микро- и мезопористости. Установлено, что воздействие щелочи приводит к существенному увеличению объема мезопор и значительному уменьшению объема микропор, которое коррелирует с уменьшением удельной поверхности мезопор. Тримодальное распределение и средний диаметр микропор (0.5–0.6 нм) при щелочной обработке не меняются, не появляются ультрапоры в диапазоне 0.27–0.37 нм. Сделан вывод, что микропоры – это только области межглобулярных контактов вторичного кремнезема в ликвационных каналах размером 1–2 диаметра молекулы адсорбата. При щелочной обработке происходит структурирование и растворение глобул кремнезема в ликвационных каналах, в результате получаются широкопористые образцы стекол с мономодальными межглобулярными порами и не создаются новые микропоры за счет растравливания стенок каналов в матрице стекла. Предложены корреляционные зависимости между координационным числом, пористостью, диаметрами пор и глобул коллоидного кремнезема для широкого набора стандартных глобулярных упаковок. Показано, что при увеличении содержания бора в пористом стекле глобулы вторичного кремнезема в ликвационных каналах становятся более крупными, а их упаковка более рыхлой.

АЛИНОВСКАЯ В.А., БЫЧКОВСКИЙ П.М., ГОЛУБ Н.В., КЛАДИЕВ А.А., КОСТЕРОВА Р.И., СОЛОМЕВИЧ С.О., ЮРКШТОВИЧ Т.Л. — 2014 г.

Исследовано межмолекулярное взаимодействие проспидина с гелеобразующими фосфатами декстрана и крахмала. Изучены сорбционные равновесия этого цитостатика и биодеградируемых гидрогелей фосфатов полисахаридов. Рассчитаны концентрационные коэффициенты равновесия ионного обмена и коэффициенты распределения проспидина при разной степени заполнения фазы микрогелей цитостатиком, показана их связь со степенью набухания гидрогелей. Определены величины ионнообменной и необменной составляющих сорбции. Анализ коэффициентов распределения свидетельствует о том, что концентрация необменно сорбированного проспидина превышает его концентрацию во внешнем растворе, что объясняется наличием ван-дер-ваальсовых взаимодействий между катионами проспидина и макромолекулами фосфатов полисахаридов. Оптимальным носителем проспидина является Na-форма фосфатов полисахаридов, которая характеризуется более высокой плотностью отрицательного суммарного заряда по сравнению с их Н-формой.

АГЗАМХОДЖАЕВ А.А., МУМИНОВ С.З., ХАНДАМОВ Д.А. — 2014 г.

Определены дифференциальные изостерические теплоты адсорбции паров пиридина и ацетонитрила на дегидратированном микропористом глинистом адсорбенте с интеркалированными полигидроксиалюминиевыми катионами. По температурной зависимости адсорбции установлено, что переход этих поликатионов в алюмооксидные кластеры при термической обработке интеркалированной глины приводит к уменьшению объема микропор и снижению теплоты адсорбции пиридина и ацетонитрила.

КУЧМА А.Е., МАРКОВ М.Н., ЩЁКИН А.К. — 2014 г.

Построена аналитическая теория стадии неизотермической нуклеации закритических частиц в метастабильной среде с мгновенно созданным начальным пересыщением, которая учитывает неоднородности концентрации метастабильного вещества и температуры, возникающие в результате нестационарной диффузии вещества к растущим частицам и нестационарной теплопередачи от частиц в окружающую среду при высвобождении теплоты фазового перехода. Теория расширяет подход на основе концепции “исключенного объема”, использованный недавно в теории стадии нуклеации в изотермических условиях. Данный подход предполагает, что интенсивность зарождения новых частиц подавляется в сферических диффузионных областях определенного размера, окружающих ранее зародившиеся закритические частицы, и остается на начальном уровне в остальной части среды. Показано, что при использовании автомодельных решений для нестационарных уравнений диффузии вещества к частицам и теплопередачи от частиц, отношение исключенного объема к объему частицы не зависит от ее размера, что позволяет решить аналитически интегральное уравнение для исключенного объема во всей системе как функции времени на стадии нуклеации. Найдены основные характеристики фазового перехода в конце стадии нуклеации. Проведено сравнение с характеристиками для изотермической и неизотермической теории нуклеации при однородном потреблении пара и рассеянии тепла (в приближении среднего поля пересыщения пара и температуры).

ГАЛАШЕВ А.Е. — 2014 г.

Методом молекулярной динамики изучена структура кластеров воды, адсорбировавших от 1 до 6 молекул метана. Характерные структурные элементы многогранников Вороного и гибридных многогранников позволяют выявить структурные изменения, появляющиеся в результате присоединения к кластерам молекул CH4. Среди топологических свойств наиболее значимые изменения связаны с вариацией числа граней упрощенных многогранников. Из метрических свойств четко зафиксировано изменение интенсивности малоуглового пика в угловом распределении ближайших геометрических соседей, устанавливаемых по многогранникам Вороного. Сопоставлены результаты двух разных вычислений числа водородных связей в кластерах, и рассчитаны коэффициенты “несферичности” для многогранников.

БРОДСКАЯ Е.Н., РУСАНОВ А.И. — 2014 г.

Проведен расчет локальных тангенциальных и недиагональной компонент тензора давления внутри круговой плоскопараллельной пустой щели для дисперсионных сил. Рассмотрены случаи симметричной и несимметричной щелей. Пространственная зависимость обеих тангенциальных компонент носит одинаковый характер, хотя по абсолютной величине они несколько различаются. Показано, что в симметричной щели поправки от ее конечного размера к тангенциальному давлению оказываются больше, чем для нормального давления. Недиагональная компонента давления становится заметной величиной только вблизи края узких щелей.

ФИЛИППОВ А.Н. — 2014 г.

Исследована встречная диффузия водных растворов неорганических 1 : 1-электролитов, имеющих общий анион, через отрицательно заряженную (катионообменную) мембрану без учета диффузионных слоев. Установлено, что коэффициенты взаимной диффузии катионов зависят (кроме собственных коэффициентов диффузии в мембране) от отношения коэффициентов диффузии обоих катионов к коэффициенту диффузии аниона и отношения плотности фиксированных зарядов в мембране к равной концентрации электролитов по обе ее стороны, а также от коэффициентов равновесного распределения ионных пар катион–анион в матрице мембраны. Найдены условия, при которых мембрана работает как “запирающая система”: не пропускает через себя катионы, находящиеся по обе стороны мембраны, несмотря на наличие градиента их концентрации. Разработанный подход может быть применен к описанию взаимной диффузии 1 : 1-электролитов через любые однородно заряженные мембраны.

КРЫСЕНКО Д.А., ПОЛЯКОВ В.Е., ТАРАСЕВИЧ Ю.И. — 2014 г.

Проведены сорбционно-аналитические и микрокалориметрические измерения обмена ионов Na+ вермикулита на катионы Со2+. Подтверждены ранее полученные данные о росте константы равновесия с увеличением степени заполнения обменных центров вермикулита катионами Со2+. Этот результат объяснен сегрегацией обменных катионов Со2+ и Na+ по отдельным межслоевым промежуткам вермикулита. Отрицательные теплоты обмена катионов Na+ на катионы Со2+ связаны с затратой энергии на перестройку сегрегированных межслоевых промежутков вермикулита. Положительные изменения энтропии обмена указывают на образование более разупорядоченного Co–Na-слоистого “пирога” по сравнению с исходной Na-формой вермикулита. Уменьшение изменения интегральной моляльной свободной энергии Gm смешанной формы минерала определяется энтропийной составляющей. Показано, что по мере роста зависимость Gm( ) переходит из области положительных значений в область отрицательных. Такой ход кривой может трактоваться как постепенный фазовый переход Na-формы в его смешанную Co–Na-сегрегированную форму. Первые производные изменения энтальпии и энтропии по степени заполнения обнаруживают отчетливый максимум при 0.20, обусловленный переходом от идеального смешения обменных катионов Со2+ и Na+ к их сегрегации.

ВЛАСОВА Н.Н., ГОЛОВКОВА Л.П., МАРКИТАН О.В., СТУКАЛИНА Н.Г. — 2014 г.

С точки зрения теории комплексообразования рассмотрена адсорбция комплексов ионов никеля с органическим основанием (2,2-дипиридилом) на границе раздела кремнезем–водный раствор электролита. Показано, что на поверхности кремнезема образуются тройные комплексы, в которых ион никеля связан с силанольными группами. По адсорбционным кривым, отражающим зависимость адсорбции ионов никеля и дипиридила от рН, рассчитаны константы равновесия реакций образования тройных поверхностных комплексов.

РУСАНОВ А.И. — 2014 г.

Дан обзор наиболее необычных и парадоксальных свойств мицелл, требующих особого рассмотрения. Отмечены следующие шесть свойств. 1) Образование мицелл при отсутствии притяжения между мономерами. Под действием гидрофобного эффекта ионные мицеллы могут возникать даже при наличии отталкивания между одноименно заряженными ионами. 2) Несмотря на свою малость, мицеллы не являются зародышами никаких фаз и не имеют макроскопического аналога. 3) Твердотельно-жидкостный дуализм. Мицеллы жидкоподобны в тангенциальном и твердоподобны в нормальном (радиальном) направлении. Этой жесткости хватает для реализации полиморфизма. 4) Внезапность мицеллообразования и появление сразу больших молекулярных агрегатов. Квазихимический подход объясняет резкость перехода через закон действия масс большой величиной числа агрегации, а фазовый подход – возможностью метастабильного состояния в процессе микрофазового превращения. 5) Аномалия растворимости. Мицеллы не подчиняются уравнению Кельвина и демонстрируют симбатное изменение размера и растворимости. Парадокс решается на основе теории агрегативного равновесия. 6) При прибавлении ионного ПАВ к мицеллярному раствору концентрация одного из его ионов падает. Положение строго доказывается на основе совместного рассмотрения условия электронейтральности и закона действия масс.

ИЗМОДЕНОВА С.В., КИСЛОВ Д.А., КУЧЕРЕНКО М.Г. — 2014 г.

Экспериментально исследовано влияние металлических наночастиц на скорость межмолекулярной индуктивно-резонансной передачи энергии электронного возбуждения в системе обратных мицелл. Обнаружено увеличение эффективности переноса энергии в такой системе по сравнению с образцами, не содержащими наночастиц металла. Предложена математическая модель процесса, качественно согласующаяся с результатами проведенного эксперимента.

АЛИСИЕНОК О.А., ЖАРСКИЙ И.М., ЖУРАВСКИЙ Н.А., КОРОБКО Е.В., МУРАШКЕВИЧ А.Н., НОВИКОВА З.А. — 2014 г.

Изучены свойства электрореологических жидкостей, в которых дисперсной фазой служили частицы нанодисперсного диоксида титана, полученного золь–гель методом, модифицированного оксидами металлов. Диоксид титана имеет структуру анатаза с размером кристаллитов 8–10 нм и удельной поверхностью, равной 90–140 м2/г. Установлено, что величина электрореологического отклика наполнителя определяется величиной удельной поверхности и количеством модифицирующего компонента. Максимальный электрореологический отклик установлен для диоксида титана, модифицированного оксидом алюминия, при содержании Al = 6.5–7 мол. % по отношению к TiO2.

ЕВСТАФЬЕВ И.В., ЛИСИЧКИН Г.В., НИЗАМОВ Т.Р., ОЛЕНИН А.Ю. — 2014 г.

Исследованы закономерности формирования моно- и биметаллических зародышей, используемых в дальнейшем для получения анизотропных наночастиц серебра в мицеллярных средах. Установлено, что на формирование зародышевых наночастиц серебра оказывают влияние такие параметры синтеза как наличие кислорода и присутствие золота в реакционной системе. Предложен простой и эффективный метод контроля степени монодисперсности зародышей на основе характеристик полосы поверхностного плазмонного резонанса наночастиц.

БОРИСЮК П.В., ВАСИЛЬЕВ О.С., ЛЕБЕДИНСКИЙ Ю.Ю., ЛОГИНОВ В.Б., ТРОЯН В.И. — 2014 г.

Представлены результаты исследования механизмов формирования субмонослойных покрытий на основе оксида тория на поверхности монокристалла Si(111) с естественным оксидом при электрохимическом осаждении. Экспериментально обнаружено, что в результате электрохимического осаждения атомов тория из ацетонового раствора Th(NO3)4 на поверхность естественного оксида кремния происходит формирование дефектов в тонком слое оксида кремния, сопровождающееся осаждением на поверхность чистого кремния нанокластеров тория. Качественное объяснение наблюдаемым эффектам дано в рамках предположения о пробое естественного оксида кремния за счет наличия двойного электрического слоя в приповерхностной области катода.

БАРАНЬ Ш., КАРТЕЛЬ Н., МЕСАРОШ Р. — 2014 г.

Изучено влияние добавок электролитов с одно-, двух- и трехзарядными противоионами, а также катионного (бромида цетилтриметиламмония) и анионного (додецилсульфата натрия) ПАВ на электрокинетический потенциал многослойных углеродных нанотрубок, полученных путем каталитического пиролиза пропилена в газовой фазе (по CCVD-технологии). Показано, что влияние различных электролитов на электрофоретическую подвижность нанотрубок принципиально ничем не отличается от их влияния на поведение хорошо изученных ранее неорганических дисперсных частиц: зависимость абсолютных -потенциала от концентрации 1–1-электролита проходит через максимум, добавки двухзарядных противоионов приводят к резкому снижению -потенциала, а трехзарядных катионов и катионного ПАВ – к перезарядке поверхности нанотрубок. Адсорбция додецилсульфата натрия в нейтральной среде обуславливает рост отрицательных значений ; это влияние нивелируется в присутствии щелочи за счет возрастающего электростатического отталкивания между анионами ПАВ и поверхностью нанотрубок, сильно отрицательно заряженной за счет диссоциации поверхностных функциональных грммпп.

УЛЬБЕРГ З.Р., ШИЛОВ В.Н. — 2014 г.

Предложен механизм весьма важного для биотехнологии феномена проникновения наноразмерных металлических частиц из окружающего раствора в цитоплазму живой клетки. Движущей силой в новом механизме является мембранный потенциал, т.е. разность потенциалов между цитоплазмой клетки и внешним раствором. Суть механизма заключается в том, что металлическая частица, оказавшись у клеточной мембраны, зашунтирует перепад потенциала в диффузной части двойного электрического слоя последней. Вследствие этого почти весь мембранный потенциал, который в нормальном состоянии клетки распределялся между ее двойным электрическим слоем и липидным бислоем клеточной мембраны, оказывается целиком приложенным к последнему. В результате возрастет напряженность поля в липидном бислое, и, соответственно, увеличится вероятность образования в нем поры, сквозь которую металлическая частица, диаметр которой лежит в определенном интервале (в рассмотренном здесь случае – от двух до трех десятков нанометров), сможет проникнуть в цитоплазму, не повредив клетку.

AFLATOUNI F., KHANI A., SOLEIMANI M. — 2013 г.

Sulfur nanoparticles were successfully synthesized via novel water-in-oil microemulsion system. The microemulsion system contained cyclohexane as an oil phase, Triton X-100 as a surfactant, butanol as a co-surfactant and sodium polysulfide solution or hydrochloric acid solution as aqueous phase, respectively. The sulfur nanoparticles were characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, energy dispersive spectroscopy and Fourier transform infrared spectroscopy. The results showed that the as-prepared monoclinic sulfur nanoparticles exhibited high purity and spherical shape with an average size of about 22 nm.