|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Химическая технология №1 за 2013 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Содержание номера
Наноматериалы и нанотехнологии
- Влияние спин-орбитального взаимодействия и примесей на электронную структуру углеродных нанотрубок Д-р хим. наук П. Н. Дьячков, Д. З. Кутлубаев, канд. физ.-мат. наук Д. В. Макаев (Институт общей и неорганической химии им. Н. С. Курнакова РАН, МоскваE-mail: p_dyachkov@rambler.ru), 1
На основе метода линейных присоединенных цилиндрических волн разработан неэмпирический способ расчета электронного строения нанотрубок с учетом эффектов спин-орбитального взаимодействия и метод расчета электронной структуры точечных дефектов в нанотрубках. Рассмотрение проведено в рамках теории функционала локальной плотности для электронного потенциала. Электронное строение нанотрубок с учетом эффектов спин-орбитального взаимодействия иллюстрировано расчетами расщепления состояний на уровне Ферми в нехиральных (n, n) нанотрубках со структурой типа «кресло», которые в пренебрежении релятивистскими эффектами должны обладать металлическим электронным строением. Учет этих взаимодействий приводит к образованию минищели на уровне Ферми, которая в нанотрубках с n от 4 до 12 равна 0, 54…0,08 мэВ. Рассчитаны локальные плотности состояний примесей бора и азота в металлических, полуметаллических и полупроводниковых хиральных и нехиральных нанотрубках. Показано, что возрастание плотности состояний на уровне Ферми является наиболее значительным влиянием борных и азотных примесей в металлических нанотрубках. Во всех полупроводниковых нанотрубках локализованные состояния бора закрывают оптическую щель, а влияние азотных атомов ограничивается небольшим ростом локальных плотностей состояний под и над уровнем Ферми. Результаты расчетов могут быть использованы при дизайне молекулярных электронных устройств на основе нанотрубок.
Ключевые слова: углеродные нанотрубки, электронное строение, моделирование, дефекты, спин-орбитальное расщепление.
- Свойства наноструктурного никелида титана и композита на его основе Е. О. Насакина, А. С. Баикин, М. А. Севостьянов, д-р техн. наук А. Г. Колмаков, д-р физ.-мат. наук В. Т. Заболотный, акад. К. А. Солнцев (Институт металлургии и материаловедения им. А. А. Байкова РАН, Москва, E-mail: nacakina@mail.ru, cmakp@mail.ru), 14
Исследованы свойства наноструктурного нитинола (55,91% (мас.) Ni — 44,03% (мас.) Ti) в исходном состоянии, после механической и термической обработки и композита «нитинол с поверхностным слоем из тантала», получаемый методом магнетронного напыления. Использование наноструктурного нитинола по сравнению с микроструктурным для медицинских изделий типа стент имеет большие перспективы за счет лучшей коррозионной стойкости в растворах, моделирующих физиологические среды человеческого организма, и снижения выхода ионов никеля в растворы значительно ниже границы предполагаемого среднего диетического потребления 200…300 мгсут. в растворе с любой кислотностью. Механическая полировка поверхности позволяет увеличить его коррозионную стойкость еще в два—три раза. Композиционный материал «нитинол с поверхностным слоем из тантала» по сравнению с нитинолом отличается на ~7…11% лучшими показателями прочности, пластичности и поверхностной микротвердости и отсутствием протекания коррозионных процессов и выхода в раствор ионов металлов.
Ключевые слова: нитинол с поверхностным слоем титана, магнетронное напыление.
- Использование гексагонального жидкого кристалла в качестве темплата для получения наноструктурированных никелевых покрытий Член-корр. РАН Е. В. Юртов, канд. хим. наук А. Г. Матвеева, М. Т. Тодаева, канд. хим. наук А. А. Серцова (Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева, МоскваE-mail: nanomaterial@mail.ru), 24
На примере электроосаждения никеля на никелевых пластинах электродов показано, что гексагональный жидкий кристалл может быть использован в качестве «мягкого» темплата для получения наноструктурированных покрытий. Методом рентгеноструктурного фазового анализа показано, что покрытия имеют кристаллическую структуру никеля. По результатам растровой электронной микроскопии полученные образцы являются наноструктурированными, причем размер отдельных частиц составляет около 10 нм. Согласно результатам атомно-силовой микроскопии крупные образования на поверхности состоят из более мелких частиц. Коэффициент шероховатости полученных покрытий электродов увеличивается в 3,5 и 13,4 раза для покрытий, полученных соответственно в течение 2 и 4,5 ч, по сравнению с никелевой подложкой.
Ключевые слова: жидкие кристаллы, темплат, электроды, наноматериалы, наноструктуры, покрытия.
Технология органических веществ
- Конъюгаты порфиринов с азамакроциклами Е. А. Михалицына, А. М. Симонова, канд. хим. наук В. С. Тюрин, канд. хим. наук И. А. Замилацков, акад. А. Ю. Цивадзе (Институт физической химии и электрохимии им. А. Н. Фрумкина РАН, МоскваE-mail:silwija@mail.ru), 30
Обзор методов синтеза, свойств и путей использования коньюгатов порфиринов и азамакроциклов.
Ключевые слова: порфирины, азакраунэфиры, азамакроциклы, координационная химия, супрамолекулярная химия, рецепторы.
Технология полимерных и композиционных материалов
- Покрытия для снижения токов утечки по поверхности силиконовых электрических изоляторов Канд. хим. наук А. С. Пашинин, д-р физ.-мат. наук А. М. Емельяненко, чл.-корр. РАН Л. Б. Бойнович (Институт физической химии и электрохимии им. А. Н. Фрумкина РАН, МоскваЕ-mail: aspworkbox1@list.ru, тел.: (495) 955-4-623Е-mail: ame.phyche@ac.ru, тел.: (495) 955-4-625Е-mail: boinovich@mail.ru, тел.: (495) 955-4-625), 42
Кратко рассмотрены основные механизмы возникновения токов утечки по поверхностям силиконовых изоляторов, причины потери и восстановления гидрофобного состояния силиконовых изоляторов. Проведен анализ эффективности применения супергидрофобных покрытий для снижения токов утечки по поверхностям изоляторов.
Ключевые слова: смачивание, покрытие, токи утечки.
Аналитический контроль химических произдодств, качество и сертификация продукции
- Проточное фракционирование нано- и микрочастиц в поперечном поле центробежных сил с применением планетарных центрифуг М. С. Ермолин, д-р хим. наук П. С. Федотов, канд. хим. наук О. Н. Катасонова, чл.-корр. РАН Б. Я. Спиваков (Институт геохимии и аналитической химии им В. И. Вернадского РАН, Москва, E-mail: mihail.ermolin@gmail.com), 50
Получил дальнейшее развитие метод проточного фракционирования частиц в поперечном поле центробежных сил во вращающихся спиральных колонках (ВСК). Опробован макет планетарной центрифуги, оснащенный тремя сменными колонками различной геометрической формы. Систематически изучено влияние рабочих и конструкционных параметров планетарных центрифуг на поведение субмикронных частиц в потоке жидкости-носителя. Выбраны и оптимизированы условия разделения сферических частиц стандартных образцов оксида кремния «150 нм», «390 нм» и «900 нм» (Polysciences Inc.). При использовании цилиндрической ВСК с двумя симметричными выступами выделены фракции с высокой степенью монодисперсности, которые были охарактеризованы методом электронной микроскопии. Проведено фракционирование полидисперсных образцов окружающей среды, в частности, городской пыли и вулканического пепла.
Ключевые слова: наночастицы, микрочастицы, оксид кремния, пыль, пепел, планетарная центрифуга, вращающаяся спиральная колонка, проточное фракционирование в поперечном силовом поле.
- Интегрированная система сканирующий зондовый микроскоп—пьезокварцевые микровесы для in-situ исследования сенсорных свойств микроколичеств наноматериалов В. С. Попов (Институт общей и неорганической химии им. Н. С. Курнакова РАН, Москва), Е. Н. Субчева (Институт общей и неорганической химии им. Н. С. Курнакова РАН, Москва), А. В. Шелаев (ЗАО «инструменты нанотехнологии», ЗеленоградЕ-mail: popov.chem@gmail.com), канд. хим. наук Р. Г. Павелко (Институт общей и неорганической химии им. Н. С. Курнакова РАН, Москва), чл.-корр. РАН В. Г. Севастьянов (Институт общей и неорганической химии им. Н. С. Курнакова РАН, Москва), акад. Н. Т. Кузнецов (Институт общей и неорганической химии им. Н. С. Курнакова РАН, Москва), 56
Проведено тестирование интегрированной системы сканирующий зондовый микроскоп (СЗМ)—пьезокварцевые микровесы (ПКМ) для измерения откликов сенсорных наноматериалов на основе диоксида олова на воздействие воздушных смесей, содержащих водород, метан и аммиак. В качестве сенсорных сигналов использованы изменение частоты колебаний пьезокварцевого резонатора с нанесенными чувствительными материалами и изменение поверхностного потенциала по методу зонда Кельвина.
Ключевые слова: зонд Кельвина, пьезокварц, сенсор, диоксид олова.
Учебно-методические материалы
- Подготовка специалистов в области химической технологии наноматериалов в России Чл.-корр. РАН Е. В. Юртов (Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева, Москва), 62
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|