Архив аннотаций — Выпуск 14 (2022)

Предисловие — стр. 7

1. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НАНОЧАСТИЦ, НАНОСИСТЕМ И НАНОМАТЕРИАЛОВ — стр. 8

И.Е. Ануфриев, Е.Н. Муратова, Д.В. Королев, Г.А. Шульмейстер, Р.Г. Валеев, В.А. Мошников
Разработка ручного экструдера для гомогенизации липосом — стр. 8
Abstract: Лекарственные препараты с использованием липосом вызывают большой интерес в фармацевтике. Они повышают терапевтический индекс препарата за счет заключения лекарственного вещества внутрь биосовместимой липидной оболочки, которая выпускает раствор только в необходимой области. Такие лекарства уже показали свою эффективность при лечении заболеваний, связанных с онкологией, дерматологией неврологией, хирургией и др. Для использования липосом в этих целях, необходимо чтобы их размер был в интервале от 50 до 200 нм. Существует несколько способов создать везикулы такого размера, но в основном используют либо воздействие ультразвука на раствор липосом, либо экструзию. Метод экструзии является методом, позволяющим получить наиболее гомогенный раствор из липосомальных частиц. Для проведения экструзии, требуется специальный прибор – экструдер. Он представляет собой систему, пропускающую под давлением липосомальный раствор через фильтр с определенным размером пор. В данной работе рассмотрен процесс экструзии липосом, виды липосомальных экструдеров и оценены их плюсы и минусы, так же была разработана модель ручного экструдера, способного гомогенизировать до 20 мл раствора. Были рассмотрены и использованы разные материалы для конструкции данного прибора. Проверка экструдера показала его работоспособность и показала преимущества использования экструзии по сравнению с методом воздействия ультразвука.
Keywords: экструзия, липосомы, гомогенизация, мембрана, пористый оксид алюминия, экструдер, 3D моделирование.

А.М. Апеков, И.Г. Шебзухова
Ориентационная зависимость межфазной энергии низкотемпературной модификации титана на границе с органической жидкость — стр. 17
Abstract: В рамках электронно-статистического метода проведены вычисления межфазной энергии низкотемпературной модификации титана на границе с неполярными органическими жидкостями, получены поправки к межфазной энергии на дисперсионное взаимодействие ячеек Вигнера-Зейтца и осцилляцию электронной плотности в переходном слое, поляризацию поверхностных ионов металла и органической жидкости в поле полубесконечного металла. При расчете межфазной энергии рассматриваются изменения всех компонентов энергии металлической связи в переходном слое – собственные энергии электронного газа, энергии взаимодействия электронного газа с ионами. Установлено влияние органической жидкости на ориентационную зависимость межфазной энергии альфа-титана и поправок к межфазной энергии с учетом диэлектрической проницаемости органической жидкости. Показано, что дисперсионная и осцилляционная поправки увеличивают межфазную энергию, а поляризационная поправка снижает межфазную энергию. Для этой структуры титана получена резкая анизотропия межфазной энергии и поправок.
Keywords: межфазная энергия, поляризационная поправка, дисперсионная поправка, электронно-статистический метод, неполярная органическая жидкость, титан.

Н.М. Барбин, Л.В. Якупова, Д.И. Терентьев, В.Т. Куанышев
Распад фуллерена C₂₈ в атмосфере азота при нагреве — стр. 24
Abstract: Проведено исследование поведения фуллерена С₂₈ при нагревании в атмосфере азота. Расчеты выполнены с помощью метода термодинамического моделирования, который заключается в полном термодинамическом анализе системы с использованием программного комплекса TERRA. Диапазон минимальных и максимальных значений температур нагрева – 273-3373 К, давление 0,1 МПа. Построен график баланса углерода в системе С₂₈ – N₂, определены протекающие химические реакции, для каждой реакции выделены температурные интервалы. Установлены температурные интервалы термической стабильности углеродных наночастиц в конденсированной и паровой фазах. В газовой фазе пар С₂₈ демонстрирует повышенную термодинамическую устойчивость и только при высоких температурах вступает в реакции с парами, о чем свидетельствует резкое снижение его содержания. Рассчитаны константы равновесия реакций, а также приведены графики зависимости констант равновесия реакций от температуры. Для каждой протекающей реакции произведена аппроксимация расчетных данных линейной зависимостью.
Keywords: фуллерены, углеродные наночастицы, термодинамическое моделирование, физико-химический процесс.

Д.П. Бернацкий, В.Г. Павлов
Влияние взаимодействия атомов бария на поверхности рениевого полевого эмиттера на работу выхода — стр. 31
Abstract: С помощью полевой электронной и десорбционной микроскопии исследована модификация эмиссионной поверхности в нанометровом масштабе при адсорбции атомов бария на поверхности рениевого полевого эмиттера. Получены полевые электронные изображения поверхности эмиттера, отражающие локализацию атомов бария на поверхности эмиттера, представляющую квазисферическую поверхность монокристалла рения. Показано влияние температуры эмиттера с адсорбированным барием на изменение работы выхода эмиттера. Напыление при комнатной температуре приводит к появлению зависимости работы выхода от концентрации адсорбата с минимумом в области оптимального покрытия. Отжиги эмиттера при T=600 K после напыления каждой порции бария вызывают исчезновение минимума. Работа выхода после достижения минимального значения (оптимальное покрытие адсорбированными атомами) остается постоянной при увеличении количества адсорбированных атомов бария на поверхности эмиттера. На полевом электронном изображении обнаружено резкое изменение локализации атомов бария, обусловленное фазовым переходом с образованием островков в области грани (011̅1̅ ) рения. Изменение характера зависимости работы выхода связано с фазовым переходом в пленке бария с образованием островков бария. Концентрация бария в островке постоянна и соответствует оптимальному покрытию. Работа выхода островка является минимальной и определяет эмиссионные свойства эмиттера. Кратковременный отжиг эмиттера с адсорбированным барием с концентрацией, меньше оптимальной, снижает работу выхода до значения близкого к минимальному. Последующий отжиг не изменяет работу выхода. Вольтамперные характеристики полевого эмиттера при адсорбции атомов бария смещаются в область низких напряжений и перестают смещаться с наступлением фазового перехода.
Keywords: полевые эмиттеры, полевой электронный и десорбционный микроскоп, адсорбция, рений, барий.

А.В. Блинов, И.М. Шевченко, М.А. Пирогов, А.А. Гвозденко, А.Б. Голик, П.С. Леонтьев
Исследование влияния мольного соотношения реагентов на размерные и структурные характеристики наночастиц гексацианоферрата кобальта — стр. 39
Abstract: В рамках данной работы проведено исследование влияния мольного соотношения на размерные и структурные характеристики наночастиц гексацианоферрата кобальта. Синтез проводили химическим методом в водной среде с использованием гексацианоферрата калия и нитрата кобальта. В результате исследования образцов методом динамического рассеяния света получены значения гидродинамического радиуса наночастиц. Установлено, что минимальным размером (R = 76 нм) обладает образец с мольным соотношением K₃[Fe(CN)₆] : Co(NO₃)₂ = 4 : 1. С помощью растровой электронной микроскопии установлено, что образцы гексацианоферрата кобальта представляют собой агрегаты неправильной формы, состоящие из наночастиц диаметром от 50 до 150 нм. В результате рентгенофазового анализа установлено, что образцы обладают гранецентрированной кубической кристаллической решеткой (Fm 3 m). По уравнению Дебая-Шеррера, средний размер кристаллитов в образцах составляет от 17 до 20 нм.
Keywords: гексацианоферраты переходных металлов, гексацианоферрат кобальта, нитрат кобальта, сканирующая электронная микроскопия, динамическое рассеяние света, порошковая дифрактометрия, гидродинамический радиус.

Н.Н. Большакова, Н.Ю. Дружинина, А.И. Иванова, Д.Н. Павлова, Б.Б. Педько, Е.М. Семенова
Переполяризационные свойства медьсодержащих кристаллов триглицинсульфата — стр. 50
Abstract: В работе представлены результаты анализа экспериментальных данных, полученных при регистрации петель диэлектрического гистерезиса и полевых зависимостей переключаемой поляризации исходных и отожженных кристаллов триглицинсульфата, легированных медью в диапазоне концентраций (4,2-8,7)∙10^-3 вес.%. Экспериментально установлено, что петли диэлектрического гистерезиса для исследуемых кристаллов не имеют искажений. Показано, что значения относительной и эффективной диэлектрических проницаемостей и переключаемой поляризации для кристаллов ТГС: Cu²⁺ увеличиваются с ростом концентрации примесей. Полевые зависимости эффективной диэлектрической проницаемости имеют экстремумы: до отжига образцов максимумы кривых ε_eff(E) соответствуют полям порядка (20-40)∙10³ В∙м^-1, а для отожженных эти поля составляют ~(15-30)∙10³ В∙м^-1. Отжиг образцов увеличивает подвижность доменных стенок, что способствует преобразованию линзовидных зародышей доменов в ламели.
Keywords: триглицинсульфат, переполяризация, доменная структура, процессы переключения, гистерезис, диэлектрическая проницаемость.

О.А. Голованова
Изучение нанокристаллических структур оксалатов кальция и кинетики их кристаллизации — стр. 61
Abstract: Оксалаты кальция, представленные уэвеллитом CaC₂O₄·H₂O и уэдделлитом CaC₂O₄·2H₂O (наиболее стабильные формы), являются основными компонентами камней мочеполовой системы, а также входят в состав зубных, желчных камней, и других минеральных отложений. Известно, что современные подходы к исследованию и моделированию процессов кристаллизации позволяютпроанализировать влияние ряда факторов (экзогенного и эндогенного характера) возникающие на различных уровнях организации: от атомов и молекул до макроскопических процессов, протекающих в промышленных аппаратах. Процесс кристаллизации с учетом многообразие действующих факторови форм кристаллических структур, состоит из двух основных этапов: образование зародыша твердой фазы и его рост (формирование кристалла растворенного вещества). В работе с помощью современных подходов определены физико-химические и кинетические закономерности кристаллизации оксалатов кальция в условиях, близких к физиологическим. Исследовано влияние компонентов физиологического раствора (органических и неорганических) и установлен стадийный механизм образования твердой фазы, рассчитаны кинетические параметры стадии роста (lgk = 33,1). Выявлен ингибирующий эффект неорганических добавок (Mg²⁺, Cl^—), аминокислот (глицин, глутаминовая, аспарагиновая) и ускоряющий эффект кристаллов гидроксилапатита, затравки в виде кристаллов оксалата кальция и карбамида на процесс кристаллизации.
Keywords: кристаллизация, оксалаты кальция, физиологический раствор, добавки, кинетические параметры, морфологическая размерность.

О.А. Голованова
Кристаллизация нанокристаллического гидроксилапатита в присутствии альбумина — стр. 71
Abstract: Благодаря развитию современных биотехнологий и разработке наноматериалов, в ближайшее время предполагается достижение нового, более качественного уровня в конструировании и улучшении характеристик внутрикостных имплантатов, используемых в ортопедии. Проведен синтез фосфата кальция из модельного раствора синовии в присутствии альбумина. Синтетические твердые фазыисследовали с помощью рентгеннофазового анализа, ИК-Фурье спектроскопии, сканирующейэлектронной микроскопии, энергодисперсионного анализа. Надосадочная жидкость проанализирована на содержание ионов Ca²⁺ и PO₄^3- для определения Ca/P соотношения. Получено, что альбумин не оказывают влияния на фазовый состав образцов: осадки однофазны и состоят из карбонат-гидроксилапатита Б-типа. Исследование структуры и морфологии твердой фазы показало, что присутствие белков приводит к формированию композитов с меньшей удельнойповерхностью, в сравнении с карбонат-гидроксилапатитом. Наибольший размер кристаллитов получен для образца карбонат-гидроксилапатит/альбумин с концентрацией альбумина 10 г/л. С помощью определения тепловых эффектов термического анализа выделено пять этапов термопреобразования в интервале температур 25-1000°С, для всех образцов основными этапами являются II – III, связанные с термодеструкцией органической добавки. При исследованиибиоактивности образцов выяснено, что при активной резорбции наиболее растворимыми являются образцы, синтезированные в присутствии альбумина с концентрацией более 7 г/л, а в случае пассивной резорбции композиты карбонат- гидроксилапатит/альбумин с концентрацией альбумина 5 и 7 г/л.
Keywords: синтез, карбонат-гидроксилапатит, альбумин, рентгенофазовый анализ, ИК-Фурье спектроскопии, биорезорбируемость, термический анализ, удельная поверхность.

С.И. Гудков, А.В. Солнышкин, Р.Н. Жуков, Д.А. Киселев
Электрический отклик тонких пленок ниобата лития и танталата лития на модулированное тепловое излучение — стр. 82
Abstract: В работе проведены исследования пироэлектрической активности наноразмерных тонких поликристаллических пленок ниобата лития, изготовленных методом высокочастотного магнетронного распыления и методом лазерной абляции, а также тонких поликристаллических пленок танталата лития, изготовленных методом высокочастотного магнетронного распыления. С использованием динамического метода исследования пироэлектрического эффекта выяснено, что все образцы обладают самопроизвольной поляризацией, возникающей во время постростового термического отжига. Оценка пироэлектрического коэффициента показала, что значения пирокоэффициента тонких пленок ниобата лития и танталата лития в несколько раз меньше значений пирокоэффициента для объемных кристаллов соответствующих материалов. Это может быть связано с тем, что вектор поляризации части зерен лежит в плоскости пленки, а также с существующими в объеме пленки и на границе раздела пленка/подложка ловушками, на которых носители заряда рекомбинируют и не участвуют в генерации пироэлектрического тока.
Keywords: ниобат лития, танталат лития, тонкая пленка, динамический метод, естественная униполярность, самополяризация, самопроизвольная поляризации, пироэлектрический эффект, пироэлектрический коэффициент.

Д.А. Зерница
Кристаллизация бессвинцовых бинарных сплавов олово-цинк, полученных методом сверхбыстрой закалки из расплава — стр. 92
Abstract: Представлены результаты исследований структур быстрозатвердевших фольг сплавов системы Sn – Zn с низким содержанием легирующих элементов (до ~ 1,5 мас.%), сплавы околоэвтектических составов, а также сплавы, содержание легирующих элементов которых составляет 20-95 мас.%. В быстрозатвердевших сплавах, содержащих 1,5 мас.% Sn и 1,2 мас.% Zn, образуются пересыщенные твёрдые растворы, распадающиеся по механизму образования и роста зародышей новой фазыпри комнатной температуре. Сплавы составами 4,4 – 15 мас.% Zn после высокоскоростного охлаждения являются переохлаждёнными и пересыщенными обоими компонентами, и испытывают спинодальный распад с последующим образованием пересыщенных твёрдых растворов на основе Sn и Zn, распадающиеся при комнатной температуре. Во всех остальных сплавах формируется двухфазная структура из твёрдых растворов на основе Sn и Zn. Выявлено, что по мере перемещения фронта кристаллизации от поверхности контактирующего слоя фольги с поверхностью кристаллизатора происходит укрупнение частиц Sn и уменьшение удельной поверхности межфазной границы. Установлено, что быстрозатвердевшие фольги имеют микрокристаллическую структуру зёрен, и при увеличении концентрации легирующих элементов наблюдается тенденция уменьшения размера зерна.
Keywords: быстрозатвердевшие сплавы, цинк, олово, зерно, спинодальный распад, пересыщенный раствор, эвтектика, структура.

А.Д. Зигерт, Е.М. Семенова, Н.Б. Кузьмин, Н.Ю. Сдобняков
Фрактальный анализ магнитооптических изображений поверхности магнита после воздействия импульсным полем — стр. 101
Abstract: Представлены результаты фрактального анализа изображений поверхности постоянного магнита КС37, полученных методом полярного эффекта Керра с помощью индикаторной висмутсодержащей феррит-гранатовой пленки после перемагничивания импульсным полем 0,1 — 1,5 Тл. Полученные зависимости остаточной намагниченности от величины внешнего импульсного поля сопоставляются с фрактальной размерностью магнитооптических изображений поверхности магнита после воздействия импульсного поля. Высказана гипотеза о том, что полевые зависимости фрактальной размерности профиля магнитооптических изображений поверхности магнита по форме совпадают с графиками первой производной намагниченности по полю dMr(H)/dH, т.е. существует взаимосвязь между характером изменения намагниченности в импульсном поле и видом магнитооптического изображения, анализируемого с использованием аппарата фрактальной геометрии.
Keywords: постоянный магнит, эффект, феррит-гранатовые пленки, доменная структура, фрактальная размерность, производная намагниченности по магнитному полю.

Д.В. Иванов, А.С. Антонов, Е.М. Семенова, А.И. Иванова, Н.Б. Кузьмин, Н.Ю. Сдобняков
О формировании фрактальных пленок железа — стр. 108
Abstract: Рассмотрены закономерности формирования фрактального рельефа наноразмерных пленок железа на поверхности слюды с использованием атомно-силовой микроскопии. С целью не допустить образования оксидного слоя, пленки железа исследовались непосредственно после их получения на установке магнетронного напыления. Установлено, что магнетронное напыление позволяет получать островковые пленки железа, структурным элементом которых являются усеченные нанокубы – нанопирамиды. Определена фрактальная размерность полученных агломератов на различных масштабах: на масштабе 5 мкм Dc = 2,462±0,113; на масштабе 3 мкм Dc = 2,373±0,122; на масштабе 1 мкм Dc = 2,298±0,139. Проведена оценка распределения вероятности обнаружения агломератов на исследуемых пленках с определенной фрактальной размерностью поверхности пленок железа. Последующий элементный анализ пленок железа показал наличие кислорода, а следовательно формирование упорядоченных оксидных пленок типа ядро-оболочка.
Keywords: атомно-силовая микроскопия, магнетронное напыление, фрактальная размерность, пленки железа, нанопирамиды.

А.И. Иванова, П.А. Свешников, К.А. Мариничева, К.А. Гугуцидзе, А.Д. Васильев, С.А. Третьяков, А.Ю. Карпенков
Сравнительные исследования прочностных свойств монокристаллов германия и кремния — стр. 120
Abstract: В настоящей работе изложены результаты проведенных испытаний на микротвердость методом индентирования по Виккерсу монокристаллов германия и кремния. Показано, что в исследуемых образцах существует зависимость микротвердости от кристаллографических направлений и характера легирующей примеси. Подсчитаны коэффициенты анизотропии микротвердости: для германия K_II=1,2; для кремния K_II=1,3. Проведен анализ влияния высокотемпературного отжига на величину микротвердости кристаллов германия и кремния. Показано, что микротвердость кристаллов Ge(111) возрастает на 12% после отжига при 550°С, дальнейшая термическая обработка кристаллов германия при Т=650°С значительно меняет структуру и рельеф поверхности, что способствует снижению значений микротвердости. Показано, что микротвердость кристаллов кремния возрастает на 10% после отжига при 750°С, дальнейший отжиг до Т=850°С приводит к снижению микротвердости. Исследованы поверхности монокристаллов после высокотемпературного отжига, установлено, что тепловое воздействие при Т≈0,6 Tm (Tm – температура плавления монокристалла) приводит к возникновению дефектов и десятикратному увеличению максимальной высоты профиля поверхности (от 10-12 нм до 100-200 нм).
Keywords: монокристаллы германия и кремния, микротвердость, метод Виккерса, коэффициент анизотропии микротвердости, межатомные связи, примеси, высокотемпературный отжиг, нанорельеф поверхности, дефекты.

А.И. Иванова, И.И. Мусабиров, Е.М. Семенова, А.Д. Васильев, К.А. Гугуцидзе, А.Ю. Карпенков
Влияние деформации на микроструктуру и магнитные свойства сплавов Гейслера — стр. 132
Abstract: В настоящей работе представлены результаты исследований влияния деформации, полученной методом всесторонней изотермической ковки, на микроструктуру и магнитные свойства сплава системы NiMnGa. Показано, что микроструктура исходного сплава в ходе деформации претерпевает изменения, уменьшается размер зерен и формируется двухкомпонентная структура. Методом магнитно-силовой микроскопии визуализирована магнитная доменная структура исходного и деформированного сплавов. Показано, что искажение формы доменов связано с присутствием мартенситного рельефа и межзеренных границ, 180-градусные магнитные домены непрерывны в пределах кристаллитов, при этом они пересекают плоские параллельные между собой границы мартенситных пластин. Исследование температурных и полевых зависимостей намагниченности исходного и подверженного всесторонней изотермической ковке образцов демонстрирует незначительное уменьшение намагниченности и смещение температуры фазового перехода в сторону низких температур. Сделан вывод, что деформация методом всесторонней изотермической ковки может рассматриваться как способ коррекции температуры фазового перехода в сплавах NiMnGa с сохранением намагниченности.
Keywords: сплавы Гейслера, мартенситный рельеф, всесторонняя изотермическая ковка, микро- и наноструктура, магнитная доменная структура, магнитоструктурный переход.

Р.Ю. Кармокова, А.М. Кармоков, О.А. Молоканов, А.И. Хасанов, А.А. Канаметов
Влияние параметров акустических волн на характеристики кавитационных пузырьков в жидком алюминии — стр. 141
Abstract: Проведен расчет параметров кавитационного пузырька при облучении расплава алюминия акустическими волнами. Получены зависимости числа Маха от амплитуды при частотах 1-20 кГц, использованных в экспериментах. Установлена связь между резонансной частотой акустических волн и размером кавитационных пузырьков в жидком алюминии. В допущении возможности обобщения линейной теории Миннерта на случай вязких жидкостей получена зависимость максимального радиуса кавитационных пузырьков от частоты акустического поля при различных температурахс учетом поверхностного натяжения, плотности и вязкости жидкого алюминия. Установлено, что с увеличение частоты акустического поля радиус кавитационных пузырьков уменьшается. Оценено изменение температуры внутри кавитационного пузырька в зависимости от радиуса пузырька в любой момент его сжатия при адиабатических условиях. Показано, что при уменьшении радиуса пузырька до критического размера, температура внутри него может возрастать на порядок.
Keywords: алюминий, акустические волны, кавитация, кавитационный пузырек, число Маха.

А.Ю. Карпенков, П.А. Ракунов, И.И. Мусабиров, Г.Г. Дунаева
Влияние комбинированной деформационной обработки на магнитотепловые свойства сплавов Гейслера — стр. 149
Abstract: В настоящей работе представлены результаты комплексных исследований влияния деформации, полученной методом всесторонней изотермической ковки, на магнитокалорические свойства сплава Гейслера на основе Ni-Mn-Ga. Прямые измерения адиабатического изменения температуры показали, что в результате циклирования образца в магнитном поле μ0ΔH=1,85 Тл, ΔTad(T)0→H может уменьшаться на величину, соответствующую необратимому изменению температуры на этапе первого цикла намагничивания, связанному с выделением срытой теплоты перехода. Пренебрежение этим эффектом приводит к завышенной оценке магнитокалорического эффекта материалов с переходом первого рода. Анализ влияния деформационной обработки на температуры фазовых превращений и величину магнитокалорического эффекта указывает на то, что применение всесторонней изотермической ковки к исходному составу привело к незначительному уменьшению намагниченности, а следовательно и величины магнитокалорического эффекта, а также смещению температуры фазового перехода в сторону низких температур и уменьшение ширины температурного гистерезиса на температурных зависимостях магнитных свойств, измеренных в процессе нагревания и охлаждения образца.
Keywords: сплавы Гейслера, всесторонняя изотермическая ковка, магнитокалорический эффект, магнитоструктурный фазовый переход.

В.Г. Кульков, В.В. Кулькова
Внутреннее трение, обусловленное миграцией межкристаллитной границы в металле — стр. 159
Abstract: Рассматривается модель внутреннего трения на мигрирующей межкристаллитной границе. Под действием переменного внешнего напряжения, ориентированного нормально к границе, происходитсжатие и растяжение сопрягающихся кристаллитов. Вследствие их анизотропии и взаимного разворота модули Юнга в направлении действия напряжения различны. Объемная плотностьупругой энергии в кристаллитах различна. Это приводит к возникновению эффективной движущей силы миграции границы. В качестве модели выбран квадратный сегмент границы, закрепленный по периметру тройными стыками зерен. Противодействующим является напряжение Лапласа со стороны искривленной границы. Дифференциальное уравнение связи смещения границы с полнымнапряжением решается методом Фурье. На основе этого решения рассчитывается внутреннее трение. Спектр времен релаксации состоит из серии линий. Каждая из них соответствует пику Дебая. Главный пик имеет значительную величину, на него накладываются более мелкие пики. Результирующий максимум внутреннего трения уширяется по сравнению с пиком Дебая.
Keywords: движущая сила, миграция межкристаллитной границы, пик внутреннего трения, время релаксации.

В.А. Лапин, И.В. Касьянов
Выращивание гетероструктур InAlN/Si с высоким содержанием In — стр. 168
Abstract: Пленки InAlN на Si (111) были получены с помощью ионно-лучевого осаждения с различными технологическими параметрами роста. Результаты исследования выращенных пленок методом сканирующей электронной микроскопии использовались для выявления условий получения сплошных пленок InAlN. Вследствие рассогласования параметров решетки пленки и подложки, рост имеет островковый характер, сплошную пленку удалось получить только при следующих технологических параметрах: Уровень энергии пучка U = 600 эВ при ионном токе пучка ji = 32 мА, стоком нейтрализации пучка jn = 16 мА, температура подложки 400°С. С повышением концентрации азота до 80-90% в газовой смеси происходил переход от островкового к эпитаксиальному механизму роста. Соотношение элементов In, Al и N в пленке показало, активная плазма ионного пучка срывает слабосвязанные ионы и оставляет только нормально встроенные атомы азота N^-3, но чрезмерно сильное воздействие приводит к металлизации пленок.
Keywords: гетероэпитаксия, InAlN, ионно-лучевое осаждение, элементный анализ, сканирующая электронная микроскопия, гетероструктуры.

В.В. Малашенко, Т.И. Малашенко
Влияние плотности дислокаций на динамический предел текучести сплавов с наноразмерными дефектами при высокоэнергетических внешних воздействиях — стр. 176
Abstract: Выполнен теоретический анализ неупругих процессов в состаренных сплавах в условиях интенсивных внешних воздействий. Анализ проведен в рамках теории динамического взаимодействия дефектов. Получено аналитическое выражение зависимости динамического предела текучести от плотности дислокаций. Определена причина различного влияния наноструктурных дефектов на движение дислокаций при высокоскоростной и квазистатической деформации. Показано, что при высокоскоростной деформации наноразмерные дефекты влияют на характерзависимости динамического предела текучести от плотности дислокаций. Эта зависимость становится немонотонной и имеет минимум. В точке минимума происходит переход от доминирования торможения дислокации зонами Гинье-Престона к доминированию её торможения другими дислокациями. Выполнены численные оценки вклада зон Гинье-Престона в величину предела текучести. Показано, что при высокой концентрации зон Гинье-Престона этот вклад является весьма существенным. Выполнены численные оценки плотности дислокаций, при которой нарушается соотношение Тейлора.
Keywords: высокоскоростная деформация, дислокации, зоны Гинье-Престона, точечные дефекты, наноматериалы, соотношение Тейлора.

О.В. Малышкина, А.И. Иванова, Д.В. Мамаев
Влияние паров теллура на формирование структуры и диэлектрические свойства многокомпонентной системы на основе ниобата натрия-калия — стр. 183
Abstract: В работе представлены результаты исследования влияния паров парателлурита в процессе спекания на структуру и диэлектрические свойства многокомпонентной системы на основе керамики ниобата натрия–калия (mKNN) общей формулой (Na_0,5K_0,49Li_0,05Sr_0,05)(Nb_0,9Ta_0,05Ti_0,05)O₃. Установлено, что парателлурит входит в состав керамики, изменяя форму и увеличивая размер зерен на порядок. Если зерна, содержащие только материал mKNN, имеют кубическую форму, то присутствие теллура приводит к формированию зерен в виде достаточно длинных трубок (когда длина в несколько раз превышает диаметр) с пористой внутренней структурой. Введение в состав mKNN добавки TeO₂ приводит к исчезновению максимума на температурной зависимости диэлектрической проницаемости при температуре 240°С, соответствующему несегнетоэлектрическому структурному фазовому переходу, и сглаживанию резонансного – антирезонансного пика в диапазоне 5 – 15 МГц, появляющегося в системе KNN при введении модификаторов.
Keywords: пьезоэлектрическая керамика ниобата калия-натрия, бессвинцовые материалы, структура зерен, дисперсия комплексной диэлектрической проницаемости.

О.В. Малышкина, Г.С. Шишков, А.И. Иванова
Структура и диэлектрические свойства слоистого композита титанат бария – феррит бария — стр. 194
Abstract: В работе представлены результаты исследования влияния постоянного магнитного поля на дисперсию комплексной диэлектрической проницаемости слоистого композита (связность 2-2) на основе титаната бария – феррита бария. Показано, что при изготовлении магнитоэлектрического композита титанат бария – феррит бария со связность 2-2 появляется сильная диффузия железа в слой керамики титаната бария на границе раздела двух материалов. Обнаружено, что железо проникает равномерно, со случайными отклонениями и экспоненциального спада по мере вхождения железа в титанат бария не наблюдается. Установлено, что постоянное магнитное поле не влияет на диэлектрические характеристики в переменном электрическом поле на частотах выше 1600 Гц. При более низких частотах, отжиг в параэлектрической фазе увеличивает сопротивление образца, а последующее воздействие постоянного магнитного поля приводит к его уменьшению. Выявлено, что изменение типа связности магнитоэлектрического композита от 0-3 к 2-2 добавляет дополнительные, более мелкие, резонансные и антирезонансные пики при исследовании пьезоэлектрических свойств методом резонанса – антирезонанса. При этом образцы имеют достаточные для практического применения величины пьезоэлектрического модуля (d31 > 40·10^-12 Кл/Н; d33 > 120·10^-12 Кл/Н).
Keywords: мультиферроик, феррит бария, титанат бария, магнито- электрический композит, структура пьезоэлектрической керамики.

Е.В. Мараева, С. Токмеилова, Д.Р. Сагитова, И.Е. Кононова, В.А. Мошников, С.А. Скорникова
Исследование параметров микропористой структуры цеолитов типа BEA — стр. 203
Abstract: В работе рассматривается серия цеолитных материалов, применяемых в качестве катализаторов. Так как формирование мезопористости в микропористой матрице является одним из методов повышения эффективности цеолитных материалов в катализе, необходим контроль параметров их пористой структуры. Изучено влияние постсинтетической обработки растворами кислот и щелочей на удельную поверхность цеолитов типа BEA. Методом низкотемпературной (при 77 К) адсорбции паров азота определена внешняя удельная поверхность (без учёта микропор) и объем микропор вобразцах на приборе Sorbi. Показано, что модифицирование цеолита типа BEA концентрированными минеральными кислотами приводит и к снижению объема микропор, и к снижению удельной поверхности. Вместе с тем, методом рентгенофазового анализа установлено, что обработка концентрированными кислотами не приводит к разрушению кристаллической структуры цеолитов. В случае обработки растворами щелочи у образцов возрастает удельная поверхность и резко снижаетсяобъем микропор.
Keywords: цеолиты, тип ВЕА, иерархия, мезопоры, микропоры, адсорбция, удельная поверхность.

Н.И. Непша, А.Д. Веселов, К.Г. Савина, С.С. Богданов, А.Ю. Колосов, В.С. Мясниченко, Н.Ю. Сдобняков
Вариабельность структурных превращений в биметаллических наносплавах Cu-Ag — стр. 211
Abstract: В данной работе методом молекулярной динамики с использованием многочастичного EAM-потенциала исследованы биметаллические наночастицы Cu-Ag пяти стехиометрических составов различного размера. Установлены закономерности структурообразования, описаны их характерные особенности. В частности, в составах с 10, 70 и 90 ат.% содержанием Cu после охлаждения расплавов образуются характерные структуры ГЦК с пересекающимися плоскостями атомов ГПУ фазы. В составах 30 и 50 ат.% Cu доля распознанных фаз не превышает 20% от общего числа атомов. Выявлена тенденция к образованию структуры ядро-оболочка в составах с высоким содержанием меди, в то время как в наносплаве с преобладанием серебра формируется так называемая луковичная структура. С использованием калорических кривых потенциальной части внутренней энергии определены температуры плавления и кристаллизации. Установлено, что концентрационные зависимости температуры плавления биметаллических наночастиц Cu-Ag имеют минимум, отвечающий эквиатомному составу, для всех исследованных размеров. Для температуры кристаллизации как концентрационные зависимости, так и размерные выражены слабее, но также эквиатомному составу для всех размеров соответствует минимальное значение температуры кристаллизации. C увеличением размера биметаллических наночастиц Cu-Ag наблюдается слабый рост температуры кристаллизации.
Keywords: метод молекулярной динамики, LAMMPS, EAM-потенциал, метод сопоставления полиэдрических шаблонов, биметаллические наночастицы, серебро, медь, структурообразование, температуры плавления и кристаллизации.

Н.В. Сидоров, М.В. Смирнов, Р.А. Титов, Н.А. Теплякова, М.Н. Палатников
Оптические свойства кристаллов LiNbO3:B — стр. 227
Abstract: Методом фотолюминесценции в видимой области спектра (λ = 380-700 нм) исследованы оптические свойства номинально чистых кристаллов LiNbO_3стех, близкого по составу к стехиометрическому LiNbO_3стех (6,0 мас.% K2O), LiNbO_3конг и номинально чистых кристаллов LiNbO₃:B (0,55 и 0,83 мол. % B₂O₃ в шихте), полученных методом Чохральского по технологии прямого твёрдофазного легирования шихты конгруэнтного состава оксидом бора (B₂O₃). Обнаружено, что интенсивность фотолюминесценции растет в ряду кристаллов LiNbO_3стех, LiNbO_3стех (6,0 мас.% K₂O), LiNbO_3конг и определяется изменением концентрации глубоких ловушек электронов (NbLi — катион ниобия, локализованный в литиевом октаэдре) при изменении стехиометрии этих кристаллов. В кристаллах LiNbO₃:B (0,55 и 0,83 мол. % B₂O₃ в шихте) интенсивность фотолюминесценции близка к таковой для кристалла LiNbO_3стех, что обусловлено приближением состава и структуры кристаллов LiNbO₃:B (0,55 и 0,83 мол. % B₂O₃ в шихте) к составу и структуре стехиометрического кристалла.
Keywords: ниобат лития, кристалл, дефекты, прямое твердофазное легирование, фотолюминесценция.

Н.В. Сидоров, А.В. Кадетова, Р.А. Титов, Н.А. Теплякова, М.Н. Палатников
Особенности дефектной структуры кристаллов LiNbO3:B — стр. 235
Abstract: Методом рентгеноструктурного анализа исследованы особенности дефектной структуры номинально чистых кристаллов LiNbO₃:B, выращенных методом Чохральского по технологии прямого твёрдофазного легирования шихты конгруэнтного состава ортоборной кислотой (H₃BO₃). В работе обнаружено, что в кристаллах LiNbO₃:B длины связей Ме-О (Ме-Li, Nb) в кислородно-октаэдрическихкластерах МеО₆, ответственных за сегнетоэлектрические и нелинейно оптические свойства кристалла, существенно отличаются от таковых для номинально чистого конгруэнтного кристалла ниобата лития LiNbO_3конг. Отличия в длинах связей обусловлены изменением свойств расплава, содержащего бор, технологическими параметрами роста кристаллов LiNbO₃:B и локализацией следовых количеств бора в тетраэдрических пустотах структуры кристалла ниобата лития. Результатыисследования кристаллов LiNbO₃:B сравниваются с таковыми для номинально чистых кристаллов LiNbO_3конг и LiNbO_3стех (5,5 мас.% К₂О).
Keywords: ниобат лития, кристалл, дефекты, прямое твердофазное легирование, рентгеноструктурный анализ.

А.С. Стречень, Ю.А. Курносов, А.Ю. Карпенков, А.И. Иванова, А.И. Синкевич, Е.М. Семенова, Ю.Г. Пастушенков
Исследование поверхности интерметаллидов Tb0,16Ho0,84Fe2,00-xCox — стр. 243
Abstract: Представлены результаты исследования кристаллической структуры, магнитных свойств, а также микро- и доменной структуры поверхности серии соединений Tb_0,16Ho_0,84Fe_2,00-xCo_x (x = 0,1; 0,2; 0,3; 0,4). Показано, что с увеличением относительного содержания кобальта параметр кристаллической решетки a уменьшается от 7,310 Å при x = 0,1 до 7,304Å при x = 0,4, а температура Кюри увеличивается соответственно от 581 до 614 К. Экспериментально установлено, что с ростом x удельная намагниченность насыщения линейно уменьшается с ростом температуры. Обнаружено, что механическое воздействие на поверхность шлифов в процессе полировки может приводить к возникновению регулярного микрорельефа. Представлены результаты исследования доменной структуры поверхности. Показано, что конфигурация и линейные размеры доменов изменяются в результате воздействия на поверхность образцов.
Keywords: интерметаллиды, фаза Лавеса, магнитные свойства, поверхность, микроструктура, доменная структура.

С.А. Эльчепарова, А.А. Кокоева
Люминесцентный способ определения наноразмерных частиц редкоземельных элементов с производными сульфосалициловой кислоты — стр. 254
Abstract: Представляло интерес провести поиски люминесцентных реакций на тербий в комплексах с производными сульфосалициловой кислоты и по их усилению путем исследования влияния третьих компонентов (аминополикарбоновые кислоты, органические основания и поверхностно-активные вещества). Как показали результаты проведенных исследований, поверхностно-активные веществаувеличивают интенсивность свечения ионов тербия в комплексах с производными сульфосалициловой кислоты. Установлено существование яркой люминесцентной реакции зеленого цвета тербия в комплексе с метиловым эфиром S-(4-броманилидом) сульфосалициловой кислоты. Подобраны оптимальные условия комплексообразования тербия и разработаны высокочувствительные люминесцентные методы определения тербия в различных объектах. Тербий переводят в люминесцирующее комплексное соединение с органическим реагентом – метиловым эфиром S-(4-броманилидом) сульфосалициловой кислоты в присутствии катионного поверхностно-активного вещества хлорида децилпиридиния в соотношении 1: 2: 13, pH= 7,9 ± 0,08. Получаемоекомплексное соединение тербия при облучении ультрафиолетовым светом ртутной лампы дает интенсивную люминесценцию зеленого цвета, устойчивую во времени стояния и облучения. Предложенный способ позволяет определить тербий в оксидах редкоземельных элементов, являющихся тушителями люминесценции с чувствительностью 10-6 – 10-8%, минуя стадию экстракции.
Keywords: наноразмерные частицы, редкоземельные элементы, лантаниды, органический реагент, комплексное соединение, тербий, люминесценция, предел обнаружения.

2. ТЕОРИЯ НАНОСИСТЕМ — стр. 264

В.А. Анофриев, А.В. Низенко, Д.В. Иванов, А.С. Антонов, Н.Ю. Сдобняков
К проблеме автоматизации процесса определения фрактальной размерности — стр. 264
Abstract: В данной работе с использованием различных программных продуктов Gwyddion, Mountains 9 DigitalSurf, Image Analysis P9, а также собственной разработки FractalSurface проанализированы возможности расчёта фрактальной размерности для различных типов данных с помощью нескольких методов подсчёта (метод подсчёта кубов, метод триангуляции, метод вариации, метод спектра мощности, метод «скейлинг» анализа, метод морфологических огибающих) и возможности по работе с полученными значениями, такими, как: выделение линейного участка графика для пересчёта итогового значения размерности, применение матричных конволюционных фильтров с различными ядрами свёртки для обработки изображений и пакетный анализ исследуемых изображений. На текущий момент времени нет программного продукта, который бы удовлетворял всем требованиям проведения анализа изображений на наличие самоаффинных структур, однако наличие достаточного функционала в основном зависит от типа исследования. Проведённый сравнительный анализ получаемых результатов позволяет оценить возможности программного продукта для дальнейшего использования в качестве инструментов для: автоматизации процесса определения фрактальной размерности, первичной обработки изображений.
Keywords: фрактальная размерность, метод подсчета кубов, метод вложенных кубов, метод триангуляции, вариационный метод, метод спектра мощности, метод «скейлинг» анализа, метод морфологических огибающих, программное обеспечение по обработке изображений.

З.А. Ахматов, З.А. Ахматов
О возможности управления шириной запрещенной зоны в графене — стр. 277
Abstract: Используя расчеты из первых принципов была исследована возможность управления электронной зонной структурой однослойного графена. Показано, что при адсорбции атомов калия на поверхность графена в его электронном спектре появляется энергетическая щель. Также замечено, что величина запрещенной зоны сильно зависит от количества адсорбированных атомов, а именно, при увеличении количества адсорбируемых атомов запрещенная зона в графене может как увеличиваться, так и исчезать. Так, например, когда на 32 атома углерода в решетке графена приходится один атом калия, величина запрещенной зоны составляет ∆E = 0,1 эВ. Увеличение числа атомов калия до двух приводит к исчезновению энергетической щели, тогда как для трех атомов калия она составляет ∆E = 0,22 эВ. Следует также отметить, что появление запрещенной зоны при адсорбции не приводит к нарушению симметрии графеновых подрешеток. Данное наблюдение представляется нам интересным, так как по мнению многих авторов, именно нарушение симметрии подрешеток является основной причиной появления запрещенной зоны в графене.
Keywords: графен, электронная зонная структура, расчеты из первых принципов, адсорбция, атомы щелочных металлов.

И.Н. Беляева, И.К. Кириченко, Н.Н. Чеканова
Решения некоторых нелинейных обыкновенных дифференциальных уравнений в виде степенных рядов — стр. 284
Abstract: В текущей научной литературе самые различные нелинейные обыкновенные дифференциальные уравнения широко и успешно применяются для описания реальных процессов в различных областях естественных наук: в оптике, в теории упругости, молекулярной физике и др. К примеру, уравнения Ермакова и Риккати используют для решения квантового уравнения Шредингера, в электродинамике. Однако хорошо и надежно разработанных и общепринятых методов решения нелинейных дифференциальных уравнений, к сожалению, не имеется. Кроме того, большинство уравнений Риккати не интегрируются даже в квадратурах. В настоящей работе для построения решений нелинейных уравнений Ермакова и Риккати предлагается использовать соответствующие так называемые присоединенные линейные дифференциальные уравнения, решения последних находится в виде степенных рядов с помощью современных компьютерных систем аналитических вычислений. Предложенным способом в настоящей работе вычислены решения для некоторых нелинейных уравнений Ермакова и Риккати. Показано непосредственной подстановкой, что полученные решения в виде степенных рядов удовлетворяют рассмотренным нелинейным уравнениям Ермакова и Риккати с известной точностью. Для описания химических и физических свойств наноструктур на квантовом уровне могут быть использованы решения нелинейных уравнений Ермакова и Риккати. Решения нелинейных уравнений Ермакова и Риккати могут успешно применяться при решении стационарных и времени-зависящих уравнений Шредингера.
Keywords: обыкновенные дифференциальные уравнения, уравнение Ермакова, уравнение Риккати, математическое моделирование, степенные ряды, компьютерная система Maple.

И.С. Замулин, А.А. Голубничий, И.В. Чепкасов, В.С. Байдышев
Методы описания реакционной способности наночастиц переходных металлов — стр. 292
Abstract: Используя современные расчеты из первых принципов, в данной работе мы систематически изучали адсорбцию атомарного кислорода на поверхности наночастиц ГЦК металлов Ag, Cu, Pd состоящих из 79 атомов. Было рассмотрено две модели для описания реакционной способности переходных металлов на основе центра d-зоны (d-band center) атомов поверхности, а также на основе обобщенного координационного числа. Оба метода предсказания энергии адсорбции атомовкислорода на различных сайтах показали себя хорошо, однако метод основанный на обобщенном координационном числе более прост в вычислительном плане, так как для этого метода нужна информация лишь о структуре частицы, в то время как для модели d-band center необходимы расчеты электронной структуры. Полученные значения энергии адсорбции кислорода и d-band center соответствуют известным литературным данным. Наиболее благоприятные позиции для адсорбции атома кислорода находятся на плоскости (100) и представляют собой полости состоящие из 4 атомов и не зависят от типа рассматриваемого металла. Наибольшая энергия адсорбции атома кислороданаблюдалась в случае медных наночастиц.
Keywords: переходные металлы, наночастицы, обобщенное координационное число, адсорбция, теория функционала электронной плотности.

Р.А. Магомедов, Э.Н. Ахмедов
Расчёт P-ρ-T свойств водяного пара в диапазоне температур от 773 K до 1673 K — стр. 298
Abstract: В работе представлен расчёт изотерм уравнения состояния водяного пара в диапазоне температур от T = 773 K до T = 1673 K. Расчёт произведён с помощью специально разработанного программного модуля «Fract EOS». Предложен подход повышающий точность расчётов ранее описной методики. Если имеются табличные данные соотношения P-V-T (P-ρ-T) для нескольких температур и полученные по ним зависимости показателя производной дробного порядка α(ρ) (который является подгоночным), то можно с помощью интерполяции по температуре для нескольких значений плотности получить зависимость α(ρ) для температуры внутри диапазона. После чего, возможно с высокой точностью рассчитать уравнение состояния при данной температуре, для которой в литературе нет экспериментальных значений. Полученные результаты показывают хорошее согласие с экспериментальными данными. Показано, что методика подходит для расчёта изотерм в областях температур, которые не представлены в табличных справочных данных.
Keywords: уравнение состояния, интегро-дифференцирование дробного порядка, соотношения Максвелла, потенциал Гельмгольца, статистическая сумма, водяной пар, изотерма, теплофизические свойства.

И.В. Талызин, В.М. Самсонов, С.С. Богданов, Н.Ю. Сдобняков, Р.Е. Григорьев, А.В. Первиков, И.В. Мишаков
Идентификация сложных наноструктур ядро-оболочка по радиальным распределениям локальной плотности компонентов — стр. 307
Abstract: Работа посвящена обоснованию и дальнейшему развитию подхода к анализу мезоскопической и интегральной структуры бинарных металлических наночастиц по радиальным распределениям локальной плотности компонентов. В качестве примера рассмотрены распределения локальной плотности Ni и Al, полученные с использованием результатов молекулярно-динамического моделирования бинарных наночастиц Ni-Al с исходным однородным распределением компонентов и икосаэдрических наноструктур ядро-оболочка Ni@Al. Оба паттерна демонстрируют сегрегацию атомов Al в ходе релаксации и последующей закалки исходных конфигураций, содержащих 5000 атомов в соотношении 1:1 (радиус наночастиц 3 нм). В процессе закалки температура наночастиц уменьшалась от 1000 К до 0,01 К с низкой для атомистического моделирования скоростью охлаждения. Экспериментально бинарные наночастицы Ni-Al радиуса порядка 100 нм (76Ni:24Al ат.%) были синтезированы методом электровзрыва проволок. Представлены и проанализированы экспериментальные распределения интенсивностей, полученных по данным энергодисперсионного анализа при воздействии электронного пучка. Эти распределения в большей степени соответствуют начальным конфигурациям в молекулярно-динамических экспериментах, т.е., очевидно, являются неравновесными. Вместе с тем, сделан вывод, что и конечные молекулярно-динамические конфигурации также не являются в полной степени равновесными.
Keywords: наноструктуры ядро-оболочка, наночастицы Ni-Al, функция радиального распределения плотности, метод погруженного атома, потенциал сильной связи, молекулярная динамика, метод электровзрыва проволок, энергодисперсионный анализ.

А.В. Твардовский
Общий феноменологический подход для описания адсорбционных и абсорбционных равновесий — стр. 321
Abstract: Вплоть до настоящего времени весьма актуальной задачей является построение общей теории равновесной адсорбции. В представленной работе дан общий феноменологический подход для описания как адсорбционных, так и абсорбционных равновесий. Было показано, что при определенных допущениях полученное уравнение переходит в известные классические уравнения Генри, Лэнгмюра, Брунауэра-Эмметта-Теллера с константами, имеющими ясный физический смысл. Так, константа в уравнении Генри определяется температурой, удельной поверхностью адсорбента, размером молекул адсорбата, молярной массой адсорбата и изостерической теплотой адсорбции (энергией взаимодействия молекул адсорбата с поверхностью адсорбента). В выведенном частном уравнении Брунауэра-Эмметта-Теллера, в отличие от классического варианта, впервые указана ясная зависимость константы уравнения от конкретных физических характеристик адсорбционной системы. Она определяется концентрацией молекул адсорбата в жидкой фазе при рассматриваемой температуре, концентрацией молекул адсорбата при образовании плотного монослоя на поверхности адсорбента, энергией взаимодействия молекул адсорбата с поверхностью адсорбента и теплотой конденсации. Представленный подход может служить основой для моделирования самых различных адсорбционных и абсорбционных явлений, включая адсорбцию на микропористых адсорбентах.
Keywords: адсорбция, адсорбент, абсорбция, термодинамика фазовых равновесий, уравнение Генри, уравнение Лэнгмюра, уравнение Брунауэра – Эмметта – Теллера.

В.М. Юров, В.С. Портнов, А.Д. Маусымбаева
Толщина поверхностного слоя каркасных углеводородов — стр. 331
Abstract: В работе поставлена цель — это построение модели поверхностного слоя объектов (кристаллов) и выяснение роли поверхностной энергии в физических процессах, протекающих в области наноразмеров. В качестве объектов были выбраны каркасные углеводороды типа адамантана, которые имеют высокосимметричную алмазоподобную структуру. На основе эмпирической модели впервые проведено определение толщин поверхностного слоя и поверхностной энергии каркасныхуглеводородов. На практике это очень важно, поскольку все значимые в эксплуатации физические и химические процессы происходят через поверхностный слой. Для адамантана толщина этого слоя равна 21,6 нм, а для алмаза – 8,2 нм, то есть они представляют собой наноструктуру. Такое различие в толщине поверхностного слоя двух типов структур обуславливает их резкое отличие в их свойствах, в частности, в их поверхностной энергии, которая определяет их механические свойства. Для адамантана поверхностная энергия равна 378,7 мДж/м2, а для алмаза – 9400 мДж/м2. На практикеисследователями установлено, что при ударно-волновом воздействии степень превращения адамантан→алмаз составляет почти 30 %. Работа адгезии для каркасных углеводородов имеет значение 400-500 мДж/м2, а внутренние напряжения – 35-45 МПа, которые в поверхностном слое приводят к уменьшению адгезиционной прочности и возникновению обратного эффекта Холла-Петча.
Keywords: поверхностный слой, наноструктура, поверхностная энергия, атомный объем, размерный эффект, углеводород, адамантан, алмаз, эмпирическая модель.

3. ПЕРВОПРИНЦИПНОЕ И АТОМИСТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ — стр. 342

Э. Андре, А.Н. Цирулев
Моделирование запутанных состояний в кластерах кубитов — стр. 342
Abstract: Модель универсальных квантовых вычислений, которая задействует квантовые схемы, состоящие из однокубитных и двухкубитных логических элементов реализована в нескольких действующих квантовых вычислительных устройствах. В последнее десятилетие идея использования многокубитных логических элементов стала очень актуальной, поскольку такой подход в перспективе позволит уменьшить зашумленность квантовых схем. Основным ресурсом квантовых вычислений является запутанность отдельных кубитов, образующих кластер. Несмотря на актуальность этого вопроса, пока в теории рассматриваются только несколько примеров простейших логических элементов, реализующих запутанность в системе трех кубитов (элемент Тоффоли и двойное управляемое NOT). Работа посвящена математическому моделированию запутанных состояний квантовых систем, состоящих из нескольких кубитов. Предложен математический метод точного илиприближенного конструирования гамильтонианов, порождающих требуемые унитарные преобразования. Оказывается, что подход, основанный на представлении гамильтонианов и унитарных преобразований в базисе Паули, является наиболее подходящим в данном контексте по двум причинам: во-первых, базис Паули образует алгебру Ли соответствующей унитарной группы; во-вторых, в разложениях по этому базису гамильтонианов и операторов плотности состояний присутствуют только вещественные коэффициенты. В деталях метод рассмотрен на примере трехкубитного кластера, управляемого тернарным гамильтонианом, предназначенным для получения запутанного состояния Гринбергера-Хорна-Цайлингера. Кроме того, для этой системыизучено состояние теплового равновесия и получен соответствующий оператор плотности состояния.
Keywords: квантовый логический элемент, запутанное состояние, унитарное преобразование, разложение гамильтониана, базис Паули, состояние Гринбергера- Хорна-Цайлингера.

А.А. Блинова, А.В. Блинов, М.А. Пирогов, К.А. Огурков, Д.Г. Маглакелидзе, А.А. Яковенко
Компьютерное квантово-химическое моделирование взаимодействия фосфата кальция с аминокислотами — стр. 352
Abstract: В данной работе проведено квантово-химическое моделирование процесса взаимодействия фосфата кальция с аминокислотами. В рамках квантово-химического моделирования рассчитывали полную энергию молекулярного комплекса E, разницу энергии молекулы аминокислоты и системы «фосфат кальция-аминокислота» ∆E, энергия высшей заселённой молекулярной орбитали E_НOMO, энергию низшей свободной молекулярной орбитали E_LUMO, химическую жёсткость системы η. В качествестабилизатора рассматривали восемь незаменимых протеиногенных аминокислот. В результате анализа данных установлено, что все представленные взаимодействия являются энергетически выгодными ∆E > 3370 ккал/моль, а химическая жёсткость этих взаимодействий находится в диапазоне от 0,049 до 0,090 эВ. Исходя из полученных данных, наиболее стабильным и энергетически выгодным взаимодействием является система «фосфат кальция-лизин» ∆E = 3395,848 ± 0,151 ккал/моль, η = 0,085 ± 0,006 эВ. Для подтверждения полученных данных образцы исследовали методом ИК-спектроскопии. Установлено, что взаимодействие аминокислоты лизина споверхностью частицы фосфата кальция происходит при связывании кислорода с аминогруппами в молекуле лизина.
Keywords: квантово-химическое моделирование, фосфат кальция, валин, лейцин, изолейцин, метионин, треонин, лизин, фенилаланин, триптофан, химическая жёсткость, метод ИК-спектроскопии, полная энергия молекулярного комплекса.

С.А. Васильев, В.В. Пуйтов, И.В. Талызин, В.М. Самсонов
Сравнительное молекулярно-динамическое моделирование синтеза наночастиц серебра из газовой фазы — стр. 362
Abstract: Осуществлено сравнительное молекулярно-динамическое моделирование газофазного синтеза наночастиц Ag с использованием двух различных типов многочастичных потенциалов межатомного взаимодействия: потенциала, отвечающего методу погруженного атома, и потенциала сильной связи. Начальная температура в зависимости от эксперимента составляла от 1000 до 3000 К, далее она равномерно понижалась до 77 К, что соответствует температуре жидкого азота. Результаты, полученные с использованием альтернативных силовых полей, согласуются друг с другом, но, вместе с тем, существенно отличаются как по динамике эволюции системы, так и по полученным конечным конфигурациям наночастиц. Увеличение радиуса обрезки потенциала сильной связи значительно изменяет скорость формирования наночастиц. Однако увеличение радиуса обрезки при моделировании с использованием метода погруженного атома не влияет на эволюцию системы. Конфигурации, полученные в результате моделирования с использованием метода погруженногоатома, характеризуются меньшим размером и формой, близкой к сферической, тогда как при использовании потенциала сильной связи формируются более крупные нанокристаллы, имеющие вытянутую форму.
Keywords: наночастицы серебра, газофазный синтез, метод погруженного атома, потенциал сильной связи, молекулярная динамика.

С.А. Вересов, К.Г. Савина, А.Д. Веселов, С.В. Серов, А.Ю. Колосов, В.С. Мясниченко, Н.Ю. Сдобняков, Д.Н. Соколов
К вопросу изучения процессов структурообразования в четырехкомпонентных наночастицах — стр. 371
Abstract: Исследованы различные типы конфигураций четырехкомпонентной наносистемы Au-Cu-Pd-Pt, включая сложные структуры ядро-оболочка. В качестве метода моделирования использовался метод Монте-Карло, межатомное взаимодействие описывалось потенциалом сильной связи – потенциалом Гупты. По результатам серий компьютерных экспериментов было установлено, что четырехкомпонентные наночастицы в данной системе не имеют склонности к формированию структуры ядро-оболочка, даже при том, что атомы золота имеют повышенную сегрегацию к поверхности. Определены температуры плавления для исследуемых наносплавов. Полученные значения находятся в диапазоне от 1100 K до 1250 K и слабо зависят от композиции наночастиц (соотношения числа атомов). Обнаружен стехиометрический состав на основе этих металлов, для которого в процессе охлаждения формируется кристаллическая ГЦК структура с включениями ГПУ фазы. Однако отличительных особенностей в характере сегрегации для данного стехиометрического состава не установлено. Все рассмотренные составы в исследуемом температурном диапазоне были стабильны по отношению к распаду.
Keywords: метод Монте-Карло, потенциал сильной связи, четырехкомпонентные наночастицы, структурообразование, температура плавления, стабильность.

Ю.Я. Гафнер, Д.А. Рыжкова
Моделирование процесса синтеза из газовой среды наночастиц Cu-Au: общий анализ — стр. 383
Abstract: Методом молекулярной динамики проведена имитация процесса синтеза из высокотемпературной газовой фазы нанокластеров целевого состава CuAu. В качестве начальной конфигурации были использованы 91124 атомов Cu и Au, расположенных хаотично в пространстве со средним расстоянием между ними в 30 Боровских радиусов. Набор параметров был выбран таким образом, чтобы имитировать условия конденсации в среде инертного газа (IGC – inert gas condensation). На основе полученных данных сделаны выводы об основных этапах эволюции модельной системы при охлаждении со скоростью отвода термической энергии 10⁸ К/с. Показано, что начальная стадия синтеза состоит из пяти различных этапов, постепенно приводящих к формированию первичных сферических наночастиц бинарного сплава CuAu. На конечном этапе происходит завершающая трансформация формирующихся первичных наночастиц, заключающаяся в практически полном исчезновении исходной атомной атмосферы с образованием сферичных бинарных наночастиц, характерной особенностью которых является вытеснение атомов золота на поверхность.
Keywords: нанотехнологии, нанопорошки, компьютерное моделирование, сильная связь, наночастицы, медь, золото.

Ю.Я. Гафнер, Д.А. Рыжкова
Анализ химического состава наночастиц Cu-Au при моделировании процесса газофазного синтеза — стр. 391
Abstract: Методом молекулярной динамики проведена имитация процесса синтеза из высокотемпературной газовой фазы нанокластеров Cu-Au. В качестве начальной конфигурации были использованы 91124 атомов Cu и Au, расположенных хаотично в пространстве с разным процентным соотношением. За основу используемой компьютерной модели синтеза из газовой фазы была взята экспериментальнаяустановка, находящаяся в Институте ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН. На базисе полученных данных сделаны выводы о реальном химическом составе кластеров на конечной стадии формирования. Показано, что кластеры с размером более 400–500 атомов придерживаются заданного целевого соотношения, максимальные отклонения от него фиксировались только у атомного пара стехиометрического состава. В остальных случаях с сокращением процентного содержания атомов золота в исходном паре происходило уменьшение отклонений кластеров от заданного целевого состава. Определено, что причиной этого стало разное кристаллическое строение полученных при моделировании наночастиц.
Keywords: нанотехнологии, нанопорошки, компьютерное моделирование, потенциал сильной связи, наночастицы, медь, золото.

Ю.Я. Гафнер, Д.А. Рыжкова
Влияние атомов золота на строение наночастиц Cu-Au при моделировании процесса газофазного синтеза — стр. 399
Abstract: Численным анализом на основе метода молекулярной динамики рассмотрен процесс формирования из высокотемпературной газовой среды бинарных нанокластеров Cu-Au разного целевого состава. Основное внимание было уделено изучению вопроса формирования кристаллической структуры в таких кластерах и определения ее типа. Показано, что рост процентного содержания атомов золота в первичной газовой среде существенно влияет на образование внутреннего строения имитируемых наночастиц. При относительно небольшой добавке происходит полное исчезновение кластеров с ГЦК строением с формированием наночастиц практически только с пятичастичной симметрией с подавляющим преобладанием Dh конфигурации. Если испарять оба прекурсора с равной скоростью, то рост процентного содержания в газовой смеси атомов золота приводит к тому, что кластеры CuAu часто оказываются неспособными сформировать какую-либо явно различимую кристаллическую форму, из-за чего примерно каждый четвертый кластер фиксировался в аморфном состоянии. Сделан вывод, что причиной данного явления может быть разделение атомов разного сорта, характерное для бинарных наночастиц моделируемого химического состава.
Keywords: нанотехнологии, нанопорошки, компьютерное моделирование, сильная связь, наночастицы, медь, золото.

Е.С. Карташинская
Температурные зависимости молекулярной площади в 2D-монослоях ПАВ на границе вода/воздух — стр. 408
Abstract: Рассмотрены зависимости величины площади А_с, приходящейся на молекулу 2D-монослоя ПАВ, в начале перехода от жидко-растянутой к жидко- конденсированной (ЖР-ЖК) фазе от температуры и длины цепи для семи классов ПАВ на межфазной поверхности вода/воздух. Для оценки А_с были использованы термодинамическая модель поведения дифильных монослоев с учетом неидеальностиэнтропии смешения, а также квантово-химический подход, позволяющий оценить термодинамические и структурные параметры ассоциатов ПАВ. Рассчитанные значения А_с адекватно отражают экспериментальную температурную зависимость для рассматриваемого фазового перехода: с ростом температуры площадь, приходящаяся на молекулу ПАВ фиксированной длины цепи, уменьшается, и, наоборот, с ростом длины цепи ПАВ при фиксированной температуре величина А_с увеличивается. Средние величины углового коэффициента зависимостей А_с = f(T) для рассматриваемых классов ПАВ находятся в пределах 0,57-1,32 Ų/°С. Оценка величины (dA_c/dn)_T показала, что наилучшее согласие расчетных и имеющихся экспериментальных данных достигнутодля насыщенных карбоновых кислот и диалкилзамещенных меламина. Полученные результаты позволяют использовать предложенный подход в прогностических целях.
Keywords: 2D-монослой, энергия Гиббса кластеризации, элементарная ячейка, фазовый переход, термодинамическая модель.

А.Ю. Колосов, Е.С. Митинев, А.А. Тактаров, В.С. Мясниченко, А.Н. Базулев, Н.Ю. Сдобняков
Закономерности структурных превращений в биметаллических наночастицах Pd-Pt — стр. 419
Abstract: Методом молекулярной динамики исследованы процессы плавления и кристаллизации биметаллических наночастиц на основе Pt и Pd. Установлена возможность получения стабильных наночастиц, содержащих 3000 и 4000 атомов, в диапазоне температур от 500 K до 1600 K. Подтверждается концепция, высказанная для монометаллических наночастиц платины и палладия, о возможности фиксации температур начала и конца фазового перехода для плавления и кристаллизации. Анализ показывает, что в процессе охлаждения наночастиц Pd-Pt с первоначальноравномерным распределением компонент наблюдается формирование смешанной структуры с поверхностным монослоем атомов Pd. Показана возможность структурной сегрегации биметаллических наночастиц Pd-Pt, содержащих 3000 и 4000 атомов. Наблюдается размерная зависимость степени кристаллизации охлаждённых наночастиц. Для биметаллических наночастиц c 3000 атомов локальные зоны в основном представляют собой многогранники, в то время как для биметаллических наночастиц содержащих 4000 атомов уже характерно образование протяженныхполосовых структур ГЦК/ГПУ.
Keywords: метод молекулярной динамики, биметаллические наночастицы, платина, палладий, сегрегация, структурные превращения, стабильность.

П.В. Комаров, М.Д. Малышев
Изучение процесса сварки материала на основе витримера: мезомасштабное моделирование — стр. 435
Abstract: Рассматривается самовосстанавливающийся эпоксидный материал на основе диглицидилового эфира бисфенола A и отвердителя трикарбоновой жирной кислоты, относящийся к новому классу полимеров, называемых витримерами. Восстановление целостности таких систем при повреждениях происходит благодаря реакции обмена ковалентными связями между сомономерами, образующимиполимерную сетку. В нашей предыдущей работе мы разработали модель данного материала на основе метода реакционной диссипативной динамики частиц. В данной работе мы применяем нашу модель для изучения процесса сварки образцов витримера, разрезанного на две части. Контроль целостности структуры систем проводился с помощью топологического анализа посредством расчета распределений по длинам простых циклов и плотности числа несущих нагрузку цепей. Показано, что скорость восстановления целостности систем определяется концентрацией катализатора и степенью сшитости полимера. Полученные результаты также свидетельствуют, что в случае высокой степени сшитости полимера, а также низкой концентрации катализатора структура системы получается сильно неоднородной.
Keywords: витримеры, сетчатые полимеры, мезоскопическое моделирование, диссипативная динамика частиц, реакция обмена связями.

Ю.А. Кузнецов, М.Н. Лапушкин
Расчеты электронной структуры 2D-слоев интерметаллида RbAu — стр. 450
Abstract: Проведен расчет плотности состояний различной толщины 2D-слоев интерметаллида RbAu. 2D-слои интерметаллида RbAu моделировались суперячейками RbAu (111) 2×2×2. Для монослойного 2D-слоя интерметаллида RbAu установлено наличие запрещенной зоны с шириной 2,70 эВ. Увеличение толщины 2D-слоев интерметаллида RbAu до трех монослоев показал уменьшение ширины запрещенной зоны до 0,8 эВ. Дальнейшее увеличение толщины 2D-слоев интерметаллида RbAuприводит к исчезновению запрещенной зоны, что указывает на переход полупроводник – металл для 2D-слоя интерметаллида RbAu толщиной четыре монослоя. Валентная зона 2D-слоя интерметаллида RbAu сформирована в основном Au 5d электронами, с незначительным вкладом Au 6s и Au 6p электронов. Зона проводимости RbAu образована в основном Au 6p электронами с незначительнымвкладом электронов Rb 5s.
Keywords: электронная структура, ab initio расчеты, интерметаллические соединения, аурид рубидия, 2D-слой.

Э.Д. Курбанова, В.А. Полухин
Прочностные и функциональные характеристики гекса- и пентагональных 2D-материалов. Водород — стр. 458
Abstract: Проведен анализ синтезированных уникальных двумерных 2D-материалов с нанослойными гексагональными и пентагональными структурами (на основе углерода, кремния, олова, двойных соединений CN₂, BN₂, PdSe₂ и тройных – BCN, CNP, PdSSe, Zn₂C₂P₂. Синтез этих материалов получен химическим паровым осаждением или эпитаксией металлов на заранее приготовленные подложки. Проведен также анализ прочностных и функциональных характеристик (электронных, оптических) созданных моделей с применением теории DFT в виде тройных монослоев с обоюдостороннимнанесением водорода на поверхности монослоя p-Si₂C₄: водород/p-Si₂C₄/водород. Выявлено, что наиболее динамически стабильным из них был слой p-Si₂C₄-4H с его двухсторонней водородной адсорбцией и хорошими свойствами. В этой статье также представлены сравнительно недавно полученные гекса- и пентагональные двумерные материалы не только элементов C, Si, Ge, B, но и сплавов Cu_1–xNi_x, Ti_1–хNi_x и соединений Bi_1–xSb_x, CN₂, BN₂, PdSe₂ и др. Так что с созданными новыми уникальными материалами – синтеза сверхпрочных, термостабильных нанокомпозитов, сверхпроводящих слоистых композитов (на основе Bi, Hg и Sb) открываются перспективы развития наноэлектроники, спинтроники, компьютерной техники, а также создания портабельных тензодатчиков, датчиков давления, газовых датчиков и катализаторов диализа воды с выделением водорода и кислорода.
Keywords: гексагональные и пентагональные структуры 2D-материалов, моделирование материалов, механические свойства, каталитические свойства.

В.С. Мясниченко, Д.Н. Соколов, А.Н. Базулев, Н.И. Непша, П.М. Ершов, Н.Ю. Сдобняков
Построение решеточной Монте-Карло модели послойного роста биметаллических наночастиц — стр. 468
Abstract: На базе программного обеспечения Metropolis реализована решеточная статистическая модель послойного роста биметаллических наночастиц. В качестве примера в данной работе анализируется два типа решеток: ГЦК и декаэдрическая. На их основе моделируется рост свободных наночастиц Au-Ag в трёх режимах, различающихся этапами роста: добавляется 3, 4 либо 7 биметаллических слоев.Межатомное взаимодействие задаётся потенциалом сильной связи, однако построенная модель неисключает возможности использования других модификаций апробированных многочастичных потенциалов. Анализируется изменение в процессе послойного роста удельной потенциальной энергии наночастиц целиком и атомов золота. Исследуется зависимость числа смешанных связей от номера слоя для всей наночастицы и для подсистемы золота.
Keywords: компьютерный эксперимент, метод Монте-Карло, схема Метрополиса, послойный рост, биметаллические наночастицы, смешанные связи.

Н.А. Панькин
Молекулярно-динамическое моделирование нагрева нанокластеров титана — стр. 479
Abstract: Методом молекулярной динамики исследовалось плавление нанокластеров титана Ti_n (n = 3599, 28725, 97045) с различными скоростями их нагрева (от 0,1 до и 10,0 ТК/с). Молекулярно динамическое моделирование проводили в программе LAMMPS на многопроцессорном компьютере.Использовался многочастичный потенциал межатомного взаимодействия. Кристаллическая структура нанокластера титана при нагреве переходит в жидкую фазу через образование системы атомов (островков) с упорядоченным локальным окружением вблизи температуры плавления. Появление последних обусловлено неравновесностью моделируемого процесса нагрева – система не успевает релаксировать к равновесному состоянию для заданной температуры. Под температурой плавления принималось среднее значение между температурами начала и окончания процесса фазового перехода. Температуре начала плавления соответствовало состояние завершения образования отдельных островков. При окончании плавления, наноструктура характеризуется полностью неупорядоченной структурой. Отмечается, что температура плавления увеличивается с ростом размера наночастицы и скорости её нагрева. При этом предельные температуры рассматриваемого фазового перехода (при N → ∞) существенно ниже температуры плавления массивного титана.
Keywords: титан, нанокластер, температура плавления, скорость нагрева, структура, островки, метод молекулярной динамики.

Д.А. Рыжкова, С.Л. Гафнер, Ю.Я. Гафнер, А.А. Череповская
Молекулярно-динамическое исследование размерной границы перехода нанокластеров серебра с начальной аморфной структутурой к ГЦК фазе — стр. 490
Abstract: Методом молекулярной динамики с использованием потенциала сильной связи (TB-SMA – second moment approximation of tight-binding potential) производился поиск границ устойчивости структурных модификаций нанокластеров серебра диаметром 3,0–7,0 нм с целью определения размерной границы возможного термически индуцированного структурного перехода от исходной аморфной морфологии к ГЦК фазе. Полученные данные сравнивались с результатами предыдущих исследований для наночастиц Ag размерами до 2,0 нм с начальным ГЦК и аморфным строением.Показано, что моделируемые Ag нанокластеры можно условно разделить на три категории. Для первой (N < 100 атомов) – характерно частичное сохранение исходной морфологии. Для второй (d < 4,0 нм) – наблюдается конкуренция между икосаэдрической и декаэдрической структурами. И для третей (d > 4,0 нм) – фиксировалось преобладание смешенной ГЦК/ГПУ фазы. При этом размернойграницей перехода от начальной аморфной морфологии к ГЦК строению, свойственному объёмному веществу, является диаметр около 7,0 нм.
Keywords: нанокластеры, серебро, компьютерное моделирование, структура, сильная связь, фазовые переходы, структурная стабильность.

К.Г. Савина, И.Р. Галузин, А.Ю. Колосов, С.С. Богданов, А.Д. Веселов, Н.Ю. Сдобняков
О процессах сегрегации и стабильности биметаллических наночастиц Ni@Ag и Ag@Ni — стр. 499
Abstract: В данной работе методом молекулярной динамики с использованием потенциала сильной связи исследовались биметаллические наночастицы Ni@Ag и Ag@Ni с общим количеством атомов 4000. Установлены закономерности сегрегации и структурообразования, описаны их характерные особенности. На основе анализа поведения калорических зависимостей потенциальной части удельной внутренней энергии определялась температура плавления и кристаллизации. Полученные данные позволяют говорить о том, что процессы сегрегации, в частности степень ее выраженности в наночастицах Ni@Ag и Ag@Ni, связаны со стабильностью этих наночастиц. Выше 900 K оболочка из серебра теряет свою стабильность, тогда как ядро никеля остается твердым и сохраняет свою структуру. При этом в наночастице Ni₆₇₅@Ag₃₃₂₅ процессы поверхностной сегрегации атомов ядра были менее выражены, тогда как в наночастице Ag₆₇₅@Ni₃₃₂₅ атомы серебра активно сегрегировали на поверхность наночастицы. Проанализированы особенности и принципиальные различия в процессах плавления и кристаллизации данных наносистем, а так же температурные диапазоны их стабильности. Показана связь между степенью интенсивности сегрегационных процессов наносплавов в ходе моделирования и стабильностью этих систем.
Keywords: метод молекулярной динамики, биметаллические наночастицы, никель, серебро, сегрегация, структурообразование, стабильность, ядро-оболочка.

4. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ НАНОТЕХНОЛОГИЙ — стр. 512

Р.М. Белякова, Э.Д. Курбанова, В.А. Полухин
Легирование и деформационное упрочнение высокоэнтропийных мембранных, аккумулирующих нано-и кристаллических сплавов — стр. 512
Abstract: В статье представлены как молекулярно-динамические расчеты бинарных сплавов Fe–Ni, так и экспериментальные исследования легированных Ti и Co нанокристаллических сплавов с матричной структурой B2–Ti(Fe, Co) и эвтектическими фазами ОЦК–(Nb, Ti) и B2–Ti(Fe, Co). Исследованы структуры мембранных сплавов и на основе Fe–Ni (расположение атомов в координационных полиэдрах и межатомные расстояния между атомами), а также кинетики водорода – диффузии и проницаемости. Показано, что в мембранах легированных сплавов с замещением Ni кобальтомFe_35-XCo_XTi₃₅Nb₃₀ с превышением доли Fe, чем у кобальта – в фазе B2–TiFe проявляется механическая хрупкость, а также снижается пластичность фазы B2. При этом ослабляется и устойчивость к росту водородного поглощения, – вплоть до механического разрушения мембран – так что в высокоэнтропийных сплавах Fe_0,2Ni_0,2Cr_0,2Co_0,2Mn_0,2, Fe_0,2Co_0,2Cr_0,2 Ti_0,2Al_0,2 содержится Fe и Co в равных долях. Перспективны и другие интерметаллидные сплавы, имеющие более сложные составы с высокой или умеренной энтропией, к примеру – Zr_0,2Ti_0,2Nb_0,2V_0,2Co_0,2 и Zr_0,2Ti_0,2Ta_0,2V_0,2Co_0,2. Эти сплавы помимо мембранного выделения водорода обладаюти аккумулирующими свойствами. В рамках молекулярной динамики представлен эффект деформационного упрочнения мембранных ВЭС сплавов – механизма синергии с многократной деформацией. В результате такого упрочнения происходит частичная трансформация аустенитной фазы в мартенситную с образованием двойникования в их зернах ГЦК/ГПУ и формированием двухфазной матричной структуры.
Keywords: нанокристаллические сплавы, моделирование, легирование, деформационное упрочнение, матричная структура, эвтектические фазы, высокоэнтропийные сплавы, аустенит, мартенсит, мембраны, водород, гидриды.

Е.А. Богданова, В.М. Скачков, К.В. Нефедова
Получение биокомозитов на основе наноразмерного гидроксиапатита с соединениями титана — стр. 521
Abstract: В статье обсуждается возможность получения упрочненного композиционного материала с пористой структурой на основе наноструктурированного гидроксиапатита, синтезированного методом осаждения из раствора. Новый материал получен путем механохимичекого синтеза гидроксиапатита с соединениями титана. Синтезированные образцы аттестованы с использованием современных физико-химических методов анализа. Показано влияние качественного и количественногосостава композита на протекание процессов спекания, пористость, прочностные характеристики, степень дисперсности и морфологию исследуемых образцов. Экспериментально установлено, что максимальными прочностными характеристиками и постоянным составом обладает образец на основе гидроксиапатита, упрочненного нестехиометрическим диоксидом титана, состава Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂ – 15%TiO_x. Композиционный материал обладает плотной равномерной структурой с высокой степенью кристалличности, с развитой пористостью, является перспективным материалом для дальнейших исследований с целью внедрения его в медицинскую практику. На разработанный композиционный материал подана заявка на патент.
Keywords: гидроксиапатит, оксид титана, соединения титана, композиционные биоматериалы, кристалличность, микротвердость.

А.Н. Болотов, О.О. Новикова, В.В. Мешков
Вискозиметрические исследования в процессе синтеза магнитных смазочных наномасел — стр. 531
Abstract: В области трибологии перспективны магнитные смазочные масла, в которых для повышения их коллоидной устойчивости используют полимеры, однако их применение ограничено низкойнамагниченностью коллоида. Повысить намагниченность наномасел возможно путем синтеза полимерных оболочек непосредственно на поверхности магнитных частиц в процессе получения наномасел. Описаны особенности технологии синтеза магнитных смазочных наномасел с полимерными сольватными оболочками на частицах, которые защищают их от коагуляции. Полимеризация молекул гидроксикислоты протекает по механизму поликонденсации на твердой поверхности магнетита. Вязкость магнитного коллоида возрастает из-за увеличения толщины сольватной оболочки. Исходя из этого предложено дифференциальное уравнение, которое показывает зависимость скорости роста вязкости коллоида от скорости реакции поликонденсации. Экспериментальная проверка уравнения показала, что оно выполняется с точностью до 8%. Полученное уравнение позволяет определить важную термодинамическую характеристику –энергии активации процесса синтеза полимерных оболочек на поверхности дисперсных частиц. Для расчетов нужно знать скорость изменения вязкости коллоида с дисперсионной средой без мономера (гидрокислоты). Поэтому, в процессе синтеза полимера отбираются пробы промежуточного магнитного коллоида небольшого объема, которые используются для определения вязкости коллоида и дисперсионной среды, содержащей мономер. Затем находится вязкость коллоида с чистой дисперсионной средой, необходимая для расчетов энергии активации реакции поликонденсации. По оценочным расчетам, ошибка определения энергии активации не превышает 11%. На практике, с помощью установленного значения энергии активации полимеризации, можновыполнять целенаправленный выбор оптимального температурно-временного режима стабилизации магнитного коллоида с целью получения магнитного наномасла с требуемыми характеристиками вязкости и агрегативной устойчивости. Экспериментальные исследования проводились на специально разработанных приборах для оценки коллоидной стабильности и динамической вязкости магнитных коллоидов.
Keywords: коллоидные системы, магнитные смазочные наномасла, вязкость, коллоидная устойчивость, энергия активации полимеризации.

А.Н. Болотов, О.О. Новикова
Влияние нанодисперсной фазы магнитных масел на их смазочные свойства — стр. 545
Abstract: Работа посвящена изучению процессов, протекающих в граничном смазочном слое, в которых нанодисперсные магнитные частицы играют определяющую или значительную роль. Исследовалось трение между металлическими поверхностями смазанными маслами с различной концентрациеймагнитной нанодисперсной фазы. Дисперсионная среда магнитных масел состояла из жидкостей сразличными физико-химическими свойствами: диоктилсебацината, триэтаноламина, полиэтилсилоксана. Было показано, что интенсивность изнашивания поверхностей с твердостью выше, чем у наночастиц монотонно возрастает по мере увеличения концентрации частиц, а износ носит абразивный характер. Интенсивность изнашивания более мягких материалов проходит через минимум при концентрации частиц около 2 об.%. Магнитная сепарация крупных агломератов в масле позволяет на некоторое время уменьшить абразивный износ, пока они не образуются снова в условиях трения. Выявить закономерности влияния нанодисперсных частиц на силу трения не удалось, вероятно оно несущественное. Рассмотрено несколько примеров косвенного влияниянанодисперсных частиц на граничное трение. Во всех примерах определяющую роль играет огромная по площади активная поверхность частиц в единице объема масла. Например, в условиях трения может активно образовываться атомарный водород при химическом взаимодействии жирных кислот с поверхностью. Атомарный водород аккумулируется в подповерхностных порах, молизуется там. Повышенное давление в порах, создаваемое молекулами водорода, приводит к увеличению износа помеханизму отслаивания. Представляют научный интерес установленные закономерности влияниянанодисперсных частиц на скорость формирования граничного смазочного слоя и коррозионный износ поверхностей, вызванный поверхностно-активными присадками в магнитном масле.
Keywords: нанодисперсные частицы, магнитное масло, смазка, трение, износ.

Н.В. Востров, А.В. Солнышкин, И.М. Морсаков, А.Н. Белов, П.Н. Крылов
Исследование физических свойств тонких пленок ПВДФ, изготовленных методом 4D-печати — стр. 561
Abstract: В данной работе осуществлялся поиск оптимального способа создания сегнетоэлектрических наноструктурированных композитных материалов на основе пленок полимера поливинилиденфторида, изготовленных методом 4D-печати. Технология послойного наплавления позволяет использовать поливинилиденфторид и его сополимеры не только в микроэлектронике в качестве пиро- и пьезоэлектрических сенсоров, а также при создании элементов динамической памяти, органических солнечных элементов и применять в робототехнике. На первом этапе работы подобраны оптимальные параметры экструдирования для изготовления нити из порошка и гранул поливинилиденфторида. Следующий этап работы включал анализ и определение параметров печати по методу послойного наплавления нити для получения пленок наилучшего качества. С помощью сканирующей электронной микроскопии показано существование двух фаз – полярной β-фазы и неполярной α-фазы, где кристаллическая фаза наблюдается в виде ламеллярных кристаллов, хаотично ориентированных в матрице α-фазы. Проведены пироэлектрические измерения, выполненные динамическим методом, показавшие наличие заметного пироэлектрического отклика в пленках поливинилиденфторида, полученных с помощью аддитивных технологий, минуя стадию ориентационной вытяжки. Рассчитан пироэлектрический коэффициент, значения которого соответствуют величинам пирокоэффициентов для образцов поливинилиденфторида, полученных традиционными (стандартными) методами.
Keywords: композит, полимерный сегнетоэлектрик, аддитивные технологии, 4D-печать, 3D-печать, спонтанная поляризация, пьезоэлектрический эффект, пироэлектрический эффект, атомная силовая микроскопия.

О.С. Гусева, О.В. Малышкина, А.С. Митченко
Влияние модификаторов на структуру керамики ниобата бария — кальция — стр. 572
Abstract: В работе методом твердофазного синтеза получены образцы керамики состава Са_0,3Ba_0,7Nb₂O₆ чистого и с модифицирующими добавками (5%) SrTiO₃, KTaO₃ или LiTaO₃. У всех исследуемых составов керамик выявлено наличие крупных и мелких зерен. Показано, что вхождение LiTaO₃ в состав керамики Са_0,3Ba_0,7Nb₂O₆ на порядок уменьшает размер зерен, а вхождение SrTiO₃ приводит к удлинению формы зерна. На основе анализа элементного состава установлено, что введениемодификаторов в состав Са_0,3Ba_0,7Nb₂O₆ уменьшает избыток кислорода в структуре тетрагональной вольфрамовой бронзы, по сравнению с немодифицированной керамикой Са_0,3Ba_0,7Nb₂O₆. Максимум на температурной зависимости диэлектрической проницаемости практически не зависит от типа модификатора и лежит в интервале 279-285°С. Это на 60 градусов выше температуры Кюри монокристалла Са_0,3Ba_0,7Nb₂O₆. Независимо от температуры измерения, максимальное значение диэлектрической проницаемости имеет материал Са_0,3Ba_0,7Nb₂O₆0 + 5%SrTiO₃. Тогда как минимальное значение диэлектрической проницаемости при комнатной температуре имеет образец Са_0,3Ba_0,7Nb₂O₆ + 5%LiTaO₃, а в точке Кюри – образец Са_0,3Ba_0,7Nb₂O₆.
Keywords: пьезоэлектрическая керамика, ниобат бария — кальция, бессвинцовые материалы, модификаторы, структура зерен, диэлектрическая проницаемость.

О.И. Гырдасова, А.Е. Степанов, С.В. Наумов, С.Н. Шкерин
Влияние условий синтеза на формирование композита Y3-xLaxFe5-yO12+δ/La1-xYxFe1-yO3 — стр. 583
Abstract: Выращиванием из гомогенного расплава методом бестигельной зонной плавки получены стеклообразные композитные материалы, имеющие высокие значения кислородной проводимости. Отмечена сложная архитектура композита: основной фазой является высокодефектный по катионной и анионной подрешеткам Y_3-xLa_xFe_5–yO_12+δ со структурой граната, внутри которого наблюдается прорастание нитевидных кристаллов La_1–xY_xFe_1–yO₃ со структурой перовскита. Исследовано влияние метода синтеза поликристаллических прекурсоров, использованных в качестве сырья для получения расплава, на формирование структуры композитов La_1-xY_xFe_1-yO₃/Y_3-xLa_xFe_5-yO_12+δ. Композит, полученный из прекурсора сформированного формиатным методом содержит ~87 мол.% основной фазы. Композит полученный из прекурсора сформированного методом СВС ~76 мол.% фазы граната. Полученные композиты имеют выделенное направление роста основной фазы Y_3-xLa_xFe_5-yO_12+δ <100>.
Keywords: феррит иттрия, структуры граната, синтез, прекурсоры, морфология, композиты, кислородная проводимость.

О.В. Девицкий
Структура и состав тонких пленок GaAs1-x-yNxBiy, полученных методом импульсного лазерного напыления — стр. 593
Abstract: Методом одноосного холодного прессования были изготовлены мишени GaAs_0,9Bi_0,1 с содержанием Bi 10%. Из сформированной мишени GaAs_0,9Bi_0,1 методом импульсного лазерного напыления в аргоно-азотной газовой атмосфере получены тонких пленок GaAs_1-x-yN_xBi_y на подложку GaAs (100) и исследованы их структура и состав. Показано, что на поверхности пленки присутствуют преимущественно мелкие микрокапли диаметром менее 0,5 мкм образованы атомами Bi. Крупные микрокапли диаметром от 2 до 6 мкм состоят частично из Bi и Ga. Микрокапель сформированных только из Ga не было обнаружено. Отмечено, что малые микрокапли Ga адсорбируется на поверхности крупных микрокапель Bi не образуя сплав GaBi. Также установлено, что образование микрокапель Bi также происходит за счет сегрегации атомов Bi на поверхность пленки. Данные энергодисперсионной спектроскопией позволяют охарактеризовать полученные тонкие пленки какGaAs_0,995N_0,015Bi_0,03. Среднеквадратичная шероховатость поверхности пленки составила 12,2 нм.Полученная пленка GaAs_0,995N_0,015Bi_0,03 обладает поликристаллической структурой. Анализ данных рентгеновской дифрактоскопии показал, что рост пленки происходил в по закону Фольмера-Вебера, когда островки зарождаются, а их размеры впоследствии увеличиваются. Зародыши вероятнее всего образованы GaAs, GaN, GaAsN, GaAsBi и GaAsNBi. Вычисленная величина полной ширины на уровне половины высоты для GaAs_0,995N_0,015Bi_0,03 составила – 0,8656ʺ, а средний размер кристаллита равен 1,6 нм.
Keywords: тонкие пленки, III-V-N-Bi, GaAs1-x-yNxBiy, импульсное лазерное напыление, разбавленные нитриды, разбавленные висмутиды.

А.П. Зажогин, N.H. Trinh, М.А. Малец, М.П. Патапович
Особенности методов получения аморфных нанопленок для создания газочувствительных сенсоров при воздействии сдвоенных лазерных импульсов на поверхность мишени, содержащей олово — стр. 602
Abstract: Проведен послойный анализ металлов и сплавов, а также изучена возможность напыления нанопленок, содержащих в своем составе олово, на различных видах поверхностей (металл, стекло) при воздействии сдвоенных лазерных импульсов на мишень в атмосфере воздуха. Эксперименты проводились с помощью лазерного двухимпульсного атомно-эмиссионного многоканальногоспектрометра LSS-1. Достоинствами импульсного лазерного напыления как метода получения кластеров, фракталов являются: универсальность по отношению к материалу, возможность исключения посторонних примесей, гибкость метода, возможность контроля образования пленочных структур. Выполненные спектроскопические исследования лазерной плазмы, образованной при воздействии двух последовательных импульсов на мишень, иллюстрируют развитие методов получения нанокластеров различных химических элементов. Данным способом можно получать нанопленки не только чистых металлов, но и композиционных сплавов. Показана возможность напыления нанопленок для создания газочувствительных сенсоров.
Keywords: сдвоенные лазерные импульсы, лазерная плазма, послойный анализ, напыление тонких пленок, нанопорошковые технологии, атомно-эмиссионная многоканальная спектрометрия.

Ю.Ф. Иванов, А.А. Клопотов, И.В. Лопатин, О.В. Иванова, Е.А. Петрикова, М.С. Петюкевич, Е.Л. Никоненко
Фазообразование в высокохромистой стали в условиях электронно-ионно-плазменной обработки — стр. 609
Abstract: Осуществлено поверхностное легирование методом одноциклового и многоциклового (5 циклов «напыление-облучение» в каждом цикле толщина пленки титана 0,5 мкм) высокоскоростного плавления системы «пленка (Ti)/(сталь 20X23H18) подложка» импульсным электронным пучком. Азотирование (793 К; 1, 3 и 5 час.) проводили в условиях реализации элионного (электронного и ионного) режима обработки. Рассмотрены изотермические сечения тройных систем диаграммысостояния сплава Cr – Fe – Ni – Ti – N, формирующегося на различных стадиях комплексной обработки стали. Исследования показали, что, во-первых, облучение стали импульсным электронным пучком сопровождается формированием структуры высокоскоростной ячеистой кристаллизации твердого раствора на основе γ – Fe; во-вторых, азотирование стали в исходном состоянии сопровождается формированием нитридов железа Fe₄N и хрома CrN суммарным содержанием 79,8 масс.%; в-третьих, предварительное облучение стали импульсным электронным пучком приводит к снижению скорости нитридообразования при последующем азотировании; суммарное содержание нитридов 53 масс.%; в-четвертых, независимо от количества циклов легирования (концентрации титана в поверхностном слое) после пяти часов азотирования в образцах формируется поверхностный слой, образованный нитридами хрома и железа (1 цикл легирования) или нитридами хрома и титана (5 циклов легирования).
Keywords: комплексная электронно-ионно-плазменная обработка, нагревание образцов электронной компонентой плазмы, высокохромистая сталь, поверхностное легирование, фазовый состав.

Г.Г. Капустина, Н.А. Леоненко
Механизмы лазерного воздействия на ультрадисперсные минеральные среды — стр. 621
Abstract: Разработка современных технологий комплексного извлечения ценных компонентов из труднообогатимых руд и техногенных месторождений возможна на базе новейших достижений фундаментальных наук, комбинировании физико-химических, обогатительных и металлургических процессов. В работе описаны результаты по воздействию лазерного излучения на минеральные образцы с ультрадисперсным «неизвлекаемым» золотом из иловых прудов-отстойников россыпных месторождений Дальнего Востока. Объектом исследований является воздействие источника непрерывного лазерного излучения на образцы минералов, объектов аллювиальных отложений, содержащих субметрические и наноразмерные формы золота, не извлекаемые традиционными гравитационными методами. Цель работы заключалась в исследовании процессов взаимодействия лазерного излучения с дисперсными минеральными средами, содержащими ультрадисперсное золото, и определение условий агломерации ультрадисперсного золота. Электронно- микроскопические изображения образцов получены с помощью микроскопа «LEO EVO 40HV» (Carl Zeiss, Германия), оснащённом энергодисперсионным анализатором «INCA-ENERGY». Предложенамодель, описывающая процессы на границе гетерогенных фаз. Анализ обнаруженного эффекта агломерирования золота позволил сформулировать технические решения, которые были отражены в патентах на изобретения.
Keywords: лазерно-индуцированный, ультрадисперсный, коллоидно-ионное, золото, золотосодержащие минеральные продукты, структурное упорядочение, сканирующая электронная микроскопия..

Н.А. Клычков, В.В. Симаков, И.В. Синёв, Д.А. Шикунов
Влияние добавок оксидов меди и цинка на электрические и газочувствительные свойства композитных слоёв диоксида олова — стр. 632
Abstract: С помощью золь-гель технологии сформированы образцы тонких плёнок SnO₂, а также композитные слои CuO:SnO₂ и ZnO:SnO₂ с различной концентрацией примеси посредством смешения золей. Плёнки подвергались термообработке в потоке кислорода при 550°C. Поверх плёнок сформирована контактная система методом термического испарения хрома с последующим осаждением через маску на образец. На температурной зависимости проводимости для слоев на основе чистого диоксида олова наблюдается локальный максимум проводимости в области 250°C, что, вероятно, связано с термоактивационным процессом десорбции кислорода. Проводимость слоёв диоксида олова уменьшается по мере увеличения концентрации добавки меди. Добавка 2% меди на порядок уменьшает долговременный дрейф базовой линии проводимости пленок на воздухе, что может быть связано с образованием малоподвижных ассоциативных комплексов меди и вакансий кислорода. Наибольшую чувствительность к парам этанола во всем исследуемом диапазоне концентраций проявляли композитные слои с добавлением 6% цинка. Установлено, что добавка оксида меди и цинка повышает отклик газочувствительных сенсоров газа на основе слоёв SnO₂ к парам этанола, а также снижает время отклика на воздействие газовых проб в диапазоне рабочих температур 150-300°C.
Keywords: золь-гель технология, композитные газочувствительные пленки, диоксид олова, дрейф проводимости, время отклика газового сенсора.

О.Е. Корольков, М.А. Пахомов, А.В. Поляков, Р.З. Валиев, В.В. Столяров
Влияние размера зерна и скважности на механическое поведение титана при растяжении с импульсным током — стр. 639
Abstract: В статье исследовано влияние импульсного тока высокой плотности на деформационное поведениетитана с различной дисперсностью структуры. Проведено сравнение особенностей деформационных кривых крупнозернистого и наноструктурированного технически чистого титана Grade 4 при растяжении с введением импульсного тока. Ток различной скважности и плотности от импульсногогенератора подводили к образцу, находящемуся в захватах разрывной машины. Микроструктуру образцов крупнозернистого титана в головке образца и вблизи области разрушения в продольном сечении исследовали методом оптической микроскопии. Для исследования микроструктуры фольг наноструктурированного титана использовали метод просвечивающей электронной микроскопии.Электропластический эффект в исследованных материалах проявлялся на кривой растяжения в виде отдельных скачков напряжения вниз. При одинаковых режимах импульсного тока высокой скважности амплитуда скачков напряжения в крупнозернистом титане выше, чем в наноструктурном титане. Для тока низкой скважности скачки напряжения одинаковы в пластической области. Импульсный ток высокой скважности в наноструктурированном титане приводил к аномальномуэффекту упрочнения, физическая природа которого нуждается в дополнительном исследовании. Использованные режимы импульсного тока не привели к заметным при оптическом увеличении структурным изменениям растягиваемых образцов, кроме исчезновения двойников и выделения частиц примесей в крупнозернистом титане. Фрактографические картины разрушения наноструктурированного титана, деформированного с током и без тока свидетельствуют о вязком разрушении без существенных изменений, что свидетельствует о минимальном тепловом вкладе впроцессе экспериментов.
Keywords: растяжение, титан, наноструктура, электропластический эффект, импульсный ток, фрактография.

Д.А. Кравченко, О.Н. Медведева
Исследование структуры и свойств стоматологических коронок, изготовленных методом селективного лазерного плавления и по технологии литья в форме — стр. 652
Abstract: В настоящее время технологии 3D печати являются молодым и активно развивающимся сектором производства, охватывающим множество областей экономики, от аэрокосмической области и машиностроения до медицины. Очевидным преимуществом внедрения аддитивных технологий в медицине, в частности, в стоматологии, является высокая точность изготовления сложных изделий, индивидуализация имплантов и протезов для их максимального соответствия области повреждения или заменяемому объекту, существенное уменьшение расхода как материалов изделия, так и вспомогательных материалов. Однако с активным внедрением аддитивных технологий возникают вопросы о границах применимости и надежности их использования. В рамках данной работы исследованы свойства стоматологических коронок, изготовленных из никель-хромового сплава НХ-Дент NS vac и кобальт-хромового порошка ПР-КХ28М6. Для изготовления образцов применялись технология селективного лазерного плавления, относящаяся к числу аддитивных технологий, и технология литья в форме. Проведен сравнительный анализ микроструктуры образцов, профиля поверхности и твердости по Виккерсу.
Keywords: аддитивные технологии, медицина, стоматология, технология селективного лазерного плавления, селективное лазерное плавление, микроструктура, профиль поверхности, твердость образцов.

С.М. Маслобоева
Анализ исследований шихты ниобата лития LiNbO3:Mg, синтезированной на основе прекурсоров Nb2O5:Mg разного генезиса — стр. 662
Abstract: Проведен анализ исследований получения шихты ниобата лития, используемой для выращивания методом Чохральского кристаллов LiNbO₃:Mg. Шихта синтезирована на основе прекурсоров Nb2O₅:Mg разного генезиса. Приведены результаты исследований шихты LiNbO₃:Mg методами рентгенофазового анализа, атомно-эмиссионного спектрографического анализа, газовой хромато-масс-спектрометрии, масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой и лазерной абляцией. Установлено, что в изученных системах наблюдается равномерное распределение примеси магния в шихте, что приводит к получению кристаллов высокого оптического качества с коэффициентами распределения примеси выше единицы. Показано, что присутствие органических включений позволяет ввести больше магния в растущий кристалл. Результаты имеют важное значение в технологии выращивания монокристаллов ниобата лития при выборе способа синтеза шихты с целью использования полученных из нее кристаллов в конкретных областях техники.
Keywords: пентаоксид ниобия, генезис, легирование магнием, синтез шихты ниобата лития, распределение примеси, монокристалл, оптическое качество.

Р.Р. Нагаплежева, М.М. Оракова, М.Ю. Кушхова, Ф.М. Цеева, Х.А. Мишаев
Влияние режимов вакуумно-плазменной обработки на поверхностную фото-ЭДС монокристаллического кремния — стр. 671
Abstract: Плазменные технологии в последней четверти ХХ века совершили настоящую научно технологическую революцию в микроэлектронике. Придя в мир технологии микроэлектроники в качестве необходимой альтернативы жидкостному травлению, исчерпавшему к тому времени свой ресурс, плазменные или «сухие» технологии стали основным инструментом создания элементов изделий электронной техники. XXI век, несомненно, начался и протекает под знаком совершенствования таких технологий в твердотельной электронике. Плазменные технологии включают совокупность методов нанесения тонких и сверхтонких слоев на подложку полупроводника, а также комплекс методов размерного травления таких слоев с заданными параметрами травления. Если рассматривать методики размерного травления с использованием сухих технологий, то всегда следует учитывать, что весь спектр таких методов широк. Одни способы,такие как радикальное и плазмохимическое травление, подразумевают мягкое, чисто химическоевзаимодействие плазменной среды с материалом подложки, результатом чего является образование летучего продукта травления и его удаление (откачка) из плазменного объема. Другая группа «сухих» методик включает способы чисто физического воздействия высокоэнергетических частиц плазмы на поверхность материала и удаление атомов с поверхности только в результате распыления материала. Методом поверхностной фото-ЭДС исследована реальная поверхность монокристаллическогокремния p–типа в интервале температур T = 289-473 K до и после плазменной обработки. Обнаружено существенное различие спектров поверхностных электронных состояний, полученных при нагревании и охлаждении образцов. Нагрев приводит к десорбции газов и диссоциации молекул воды в поверхностном слое, что уменьшает поверхностный потенциал на порядок.
Keywords: плазма, фото-ЭДС, плазменная обработка поверхности, кремний, поверхностные электронные состояния.

С.С. Налимова, З.В. Шомахов, К.В. Герасимова, К.Н. Пунегова, А.М. Гукетлов, Р.М. Калмыков
Газочувствительные композитные наноструктуры на основе оксида цинка для детектирования паров органических растворителей — стр. 678
Abstract: В работе показаны возможности применения композитных структурZnO-Fe в качестве газочувствительных слоев для детектирования паров органических растворителей на примере изопропилового спирта. Композитные структуры получены на основе наностержней оксида цинка, синтезированных гидротермальным методом, за счет изменения их состава при выдержке в растворе сульфата железа. Исследование химического состава поверхности проводили с помощью рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии. Показано, что при использовании раствора сульфата железа с концентрацией 0,025 моль/л на поверхности наблюдаются атомы железа и цинка. Повышение концентрации раствора до 0,05 моль/л приводит к осаждению частиц оксида железа на поверхность слоя наностержней. Исследование газочувствительных характеристик проводили при температуре 250°С при воздействии паров изопропилового спирта в диапазоне концентраций от 200 до 1000 млн−1. Установлено, что величина отклика композитных структур ZnO-Fe (0,025) превышает соответствующее значение для наностержней оксида цинка, что может быть обусловлено большим содержанием кислородных вакансий в композитном образце.
Keywords: оксид цинка, газовые сенсоры, композитные наноструктуры, рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия, органические растворители.

П.А. Николайчук
Электроосаждение наночастиц серебра для создания электрохимических сенсоров: краткий обзор — стр. 688
Abstract: В настоящем обзоре описываются выполненные за последние два десятка лет исследования, посвящённые электроосаждению наночастиц серебра на поверхности углеродных электродов и их использованию в аналитической химии. Обычно используются графитовые или стеклоуглеродистые электроды (в том числе, полученные методом послойной печати), а электроосаждение выполняется из растворов нитратов калия и серебра в течение нескольких минут. Наночастицы серебра или модифицированные нанокомпозиты, включающие наночастицы серебра, затем закрепляются на поверхности электродов, и полученные электрохимические сенсоры способны определять различные соединения с использованием различных вольтамперометрических методов с прекрасной избирательностью и очень хорошими линейностью и сходимостью. Описанные методы анализа позволяют определять в микрограммовых количествах пероксид водорода, глюкозу, холестерин, метилпаратион, ионы Pb²⁺, хлорамфеникол и метронидазол, доксорубицин, энтакапон, тирозин и триптофан, ламотриджин, хром (VI), сурьму (III), тринитротолуол, олигонуклеотиды и бактерии синегнойной палочки.
Keywords: наночастицы серебра, стеклоуглеродистый электрод, графитовый электрод, электроосаждение, электроанализ, вольтамперометрия.

В.М. Скачков
Особенности динамики изменение свойств диффузионно-твердеющего припоя в различных условиях — стр. 699
Abstract: Проведено исследование по изменению твердости диффузионно-твердеющего припоя на основе легкоплавкого сплава галлия: галлий-олово-цинк при взаимодействии с порошком сплава медь-олово (ПМОСФ5) в нормальных условиях (температура 25°С) и подвергнутого низкотемпературной (125°С) термической обработке. Механические свойства оценены измерением микротвердости черезразличные промежутки времени. Проведен дифференциально-термический анализ, с расчетами термические эффекты. Методом рентгенофазового анализа определены образующиеся в результате диффузионного твердения фазы, проведено сравнение параметров кристаллических решеток фаз при различных условиях диффузионного твердения. Показано, что при различных температурах обработки образуются разные фазы – наноразмерные интерметаллические соединения, а с помощью сканирующего электронного микроскопа показана фаза выделяющегося в результате физико-химических превращений олова. Экспериментально доказано, что диффузионно-твердеющий припой без термической обработки медленно набирает твердость, и через 60 суток по твердости приближается к образцу подвергнутому нагреву, который тоже продолжает очень медленно набирать твердость. Показано, что диффузионно-твердеющие припои после шестичасовой низкотемпературной обработки еще не достигают физико-химического равновесия.
Keywords: композиционные диффузионно-твердеющие припои, экзотермические эффекты, свойства, микротвердость, дифференциально-термический анализ, рентгенофазовый анализ.

В.М. Скачков, Л.А. Пасечник, И.С. Медянкина, Н.А. Сабирзянов
Свойства диффузионно-твердеющего композиционного припоя модифицированного порошками вольфрама — стр. 707
Abstract: В статье рассмотрено регулирование свойств диффузионно-твердеющего припоя на основе легкоплавкого сплава галлий-олово-цинк и порошка сплава медь-олово посредством введения инертных порошков металлического вольфрама, после термической обработки при невысоких температурах (125°С) оценена микротвердость композиционных диффузионно-твердеющих припоев с содержанием вольфрама: 5, 10, 15 и 20%. Показано, что термическая обработка при невысоких температурах в течение 6 часов не приводит припой к достижению равновесного состояния, физико-химические превращения еще продолжаются, что показывает увеличение твердости образцов спустя два месяца. Методом рентгенофазового анализа определены образующиеся в результате диффузионного твердения фазы – микро- и наноразмерные интерметаллические соединения и металлическое олово в виде наноразмерных вкраплений в пространстве между зерен порошка медного сплава. За счет небольших добавок вольфрама как наполнителя, инертного к воздействию галлия, но хорошо им смачиваемого, характеристики диффузионно-твердеющего припоя улучшаются. Судя по микротвердости введение 15% вольфрама является оптимальным.
Keywords: композиционные диффузионно-твердеющие припои, металлический порошок, вольфрам, свойства, микротвердость, дифференциально-термический анализ.

Е.М. Соколова, А.С. Бойко, М.И. Фокина, А.А. Пономарева
Создание полимерного поглощающего покрытия на основе тетраэтоксисилана с добавлением оксида кобальта для применения в лазерной хирургии — стр. 717
Abstract: Использование сгенерированных струй в качестве «микрорезцов» находит свое применение в лазерной хирургии. Такие способы лазерного воздействия используются для удаления новообразований, таких как межпозвоночные грыжи и кисты. К лазеру присоединяют оптоволокно, которое вводится к грыже или кисте через пункционную иглу. Для увеличения эффективности лазерного воздействия необходимо аккумулировать энергию на торце волновода при помощи нанесения поглощающего покрытия, которое должно обладать высокой адгезией к кварцу. В данной работе проведено исследование по разработке методики создания полимерных пленок золь-гель методом для использования в лазерной хирургии в качестве поглощающего покрытия. В роли прекурсора для формирования полисиликатной сетки, удерживающей малоразмерные частицы оксида кобальта, был выбран тетраэтоксисилан. В работе были исследованы оптические, морфологические и поглощающие свойства покрытий, полученные на кварцевых стеклах. Дополнительно растворы и полученные пленочные покрытия были изучены с помощью ИК- спектроскопии, результаты которой показали отсутствие качественного изменения золей при длительном хранении (до 3-х недель) и образование пространственной силикатной сетки и оксида кобальта в пленках. Исследование морфологии поверхности полученных покрытий показало, что для равномерного распределения синтезируемого оксида кобальта не нужны высокие концентрации солей кобальта. Поглощающие свойства образцов были протестированы с использованием ИК-лазера и тепловизора. Благодаря проведенным исследованиям выбран оптимальный состав покрытия длянанесения на кварцевые волноводы.
Keywords: тетраэтоксисилан, оксид кобальта, кварц, золь-гель технология, ИК- спектроскопия, лазерное излучение, поглощающее покрытие.

З.В. Шомахов, С.С. Налимова, Б.З. Шурдумов, А.И. Максимов, В.А. Мошников
Наноструктуры станната цинка для газовых сенсоров с высоким быстродействием — стр. 726
Abstract: Рассмотрены возможности использования наноструктур станната цинка в качестве чувствительных элементов газовых сенсоров с высоким быстродействием, которые представляют большой интерес для использования в самых разных областях применения от обнаружения токсичных веществ до мониторинга качества воздуха или медицинской диагностики. Синтез наноструктур станната цинка проводили при гидротермальной обработке наностержней станната цинка в растворе станната калия и мочевины при различных концентрациях прекурсоров. Химический состав поверхности образцов проанализирован методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии. Показано, что в результате гидротермальной обработки на поверхности наностержней оксида цинка появляются ионы Sn⁴⁺. Исследование газочувствительных характеристик проведено при воздействии паров изопропилового спирта при температурах 156°С и 310°С. Показано, что максимальный отклик при 310°С к 1000 млн−1 изопропилового спирта составляет 8,24. При этом образцы станната цинка обладают высоким быстродействием в 23 с.
Keywords: оксид цинка, станнат цинка, газовые сенсоры, наноструктуры, рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия.

В.М. Юров, Д.А. Ибрагимова, В.С. Портнов, А.Д. Маусымбаева
Наноструктуры редкоземельных металлов в углях месторождения шубарколь — стр. 736
Abstract: Редкие металлы углей месторождения Шубарколь имеют толщину поверхностного слоя около 3 нм, т.е. представляют собой наноструктуру. Толщина поверхностного слоя самого угля равна около 0,2 мкм, т.е. представляет собой мезоструктуру. Радиус поры в угольном веществе равен 30,6 нм, что соответствует мезопорам, а удельная поверхность угля равна 857 м2/г. Редкие металлы либо в видечистых примесей (~3 нм), либо в виде окислов (~7 нм), либо в виде органических примесей (~1-3 нм), свободно входят в мезопоры угля. Формы нахождения урана и редких металлов в углях Шубаркольского месторождения свидетельствуют о том, что их концентрирование в угле обусловлено ведущей ролью гидрогенного механизма. В слое d(I) все редкие металлы представляют собой нанолюминофоры, которые можно рассматривать как чувствительные молекулярные зонды для исследования структуры угля. Подчеркнуто, что влияние размерных эффектов на кинетику затуханиялюминесценции и аномальную термализацию редких земель нетрудно получить экспериментально. Фрактальная размерность угля Шубарколя равна 2,60, что ниже, чем у антрацита – 2,74. В мезопористой структуре угля Шубарколя весьма развита адсорбция примесей редких металлов вследствие формирования на поверхности этих мезопор адсорбционных слоев, которые приводят к объемному заполнению этих пор путем механизма капиллярной конденсации.
Keywords: поверхностный слой, редкий металл, наноструктура, мезоструктура, атомный объем, размерный эффект, угольное вещество, фрактал.

5. НАНОХИМИЯ — стр. 747

С.А. Бибанаева
Синтез алюмосиликатных цеолитов в условиях глиноземного производства — стр. 747
Abstract: Работа посвящена изучению возможности получения синтетических алюмосиликатных цеолитов натрия и кальция из оборотных растворов глиноземного производства гидрощелочным способом. Изучен химический качественный и количественный состав, морфология цеолитов, полученных вусловиях высокотемпературного автоклавного выщелачивания. Проведены рентгенофазовыеисследования, направленные на определение состава и структуры полученных алюмосиликатных цеолитов. Показана перспективность метода автоклавного синтеза синтетических цеолитов с высоким выходом конечного продукта с размером частиц не более 5 мкм. Установлено, что способ позволяет осуществить производство цеолитов параллельно технологической схеме переработки бокситов на глиноземном заводе, при этом минимально утяжеляя производственный процесс. Полученный алюмосиликатный цеолит обладает широким спектром применения в различныхотраслях. По результатам исследований было подано 2 заявки на получение патентов на изобретение.
Keywords: оборотный раствор, цеолит, алюмосиликат кальция, переработка, оксид кальция, глиноземное производство.

А.В. Блинов, К.С. Сляднева, А.А. Гвозденко, А.Б. Голик, М.А. Тараванов, Е.Д. Назаретова
Влияние скорости перемешивания реакционной смеси на дисперсные характеристики наноэмульсии жирорастворимого витамина Е (альфа-токоферол ацетат) — стр. 754
Abstract: В статье представлены результаты исследования влияния скорости перемешивания на дисперсные характеристики наноэмульсий жирорастворимого витамина E (альфа-токоферол ацетат). Скорость перемешивания варьировали в диапазоне 3000-22500 об/мин. В качестве выходного параметра рассматривали средний гидродинамический радиус мицелл жирорастворимого витамина E, который определяли методом динамического рассеяния света. Установлено, что в результате синтеза формируются мицеллы эмульсии жирорастворимого витамина E, имеющие мономодальное распределение по размерам. Наименьший средний гидродинамический радиус частиц составил 22 нм. Установлено, что увеличение скорости перемешивания с 3000 до 22500 об/мин вызывает уменьшение среднего гидродинамического радиуса мицелл. Наибольшие изменения наблюдаются при τ = 30 с, уменьшение среднего гидродинамического радиуса мицелл R_m происходит в 3,3 раза (с 210 до 63 нм). Важно отметить, что увеличение других параметров синтеза также приводит к уменьшению значения среднего гидродинамического радиуса мицелл наноэмульсий витамина Е. При ν = 22500 об/мин увеличение времени перемешивания с τ = 30 с до τ = 270 с приводит к уменьшению R_m на 19 нм (с 63 до 44 нм).
Keywords: витамин E, наноэмульсии, гидродинамический радиус, скорость перемешивания.

А.А. Блинова, М.А. Ясная, Д.Г. Маглакелидзе, М.А. Тараванов, В.А. Лапин, П.С. Леонтьев
Исследование структуры и свойств силиката цинка, стабилизированного L-гистидином — стр. 763
Abstract: В данной работе представлены результаты исследования процесса стабилизации наночастиц силиката цинка с использованием аминокислоты L-гистидина. В качестве прекурсора использовали ацетат цинка, в качестве осадителя – силикат натрия, стабилизатором выступала аминокислота L-гистидин. Синтез осуществляли методом химического осаждения в водной среде. Провели синхронный термический анализ, в результате которого установлено, что добавление аминокислотыв наноразмерный силикат цинка оказывает большое влияние на кристаллическую структуру и термические переходы для данного материала. Далее провели рентгенофазовый анализ, который показал, что частицы силиката цинка имеют аморфную структуру и находятся в наноразмерном состоянии. Затем исследовали процесс взаимодействия аминокислоты с частицей силиката цинка методом ИК-спектроскопии. Результаты исследования показали, что стабилизация частиц сопровождается образованием химической связи между кремнием в молекуле силиката цинка и аминогруппой в молекуле L-гистидина.
Keywords: наноразмерный силикат цинка, аминокислота L-гистидин, ацетат цинка, силикат натрия, фазовый состав, синхронный термический анализ, дериватограмма, ИК-спектроскопия, порошковая дифрактометрия.

Е.А. Богданова, В.М. Скачков, К.В. Нефедова
Разработка композиционных смесей на основе гидроксиапатита и биогенных элементов для формирования биоактивных покрытий — стр. 771
Abstract: Упрочненный композиционный материал с пористой структурой получен путем механохимичекогосинтеза наноструктурированного гидроксиапатита, синтезированного методом осаждения из водного раствора, с армирующими добавками диоксида циркония и кремниевой кислоты. В качестве связующего вещества использован пищевой желатин. Оценено влияние фазового состава на физико-химические свойства покрытий (адгезионная прочность, микротвердость, удельная поверхность, микроструктура). Установлено, что использование композиционного материала совместно с желатином в составе биоактивного покрытия позволяет повысить его твердость и адгезионную прочность. На разработанные биоактивные покрытия на основе наноразмерного гидроксиапатита и биогенных элементов со связующим агентом подана заявка на патент. Разработан состав сухой смеси на основе гидроксиапатита, что обеспечивает длительный срок хранения без негативных последствий и создает простые условия транспортировки. Разведение сухой смеси дистиллированной водой дает суспензию, которую удобно использовать для нанесения покрытий на имплантаты любой конфигурации.
Keywords: гидроксиапатит, композиционные материалы, биогенные элементы, желатин, коллаген, биоматериал, биоактивные покрытия, адгезия.

В.К. Крутько, Л.Ю. Маслова, О.Н. Мусская, А.И. Кулак
Композиты на основе кальцийфосфатной пенокерамики и геля гидроксиапатита — стр. 781
Abstract: Получены биоактивные кальцийфосфатные композиты, состоящие из открытопористой многофазной кальцийфосфатной пенокерамики на основе α / β-трикальцийфосфата, β-пирофосфата кальция, биомиметического апатита и 5% геля гидроксиапатита при соотношении по массе (пенокерамика / гель гидроксиапатита) 1:3 и 1:10. Предварительное модифицирование кальцийфосфатной пенокерамики биомиметическим апатитом в концентрированном растворе SBF×5 позволяет увеличить статическую прочность до 0,05 МПа при незначительном снижении пористости и сохранении открытопористой структуры пенополиуретана. Кальцийфосфатные композиты обладают повышенной резорбируемостью в SBF×5 и в 3-5 раз быстрее резорбируются по сравнению с кальцийфосфатной пенокерамикой. Присутствие значительного количества геля гидроксиапатита дополнительно ускоряет резорбцию кальцийфосфатной пенокерамики и протекающие процессы формирования апатита с участием ионов раствора SBF×5 за счет высокой реакционной способности. Полученные кальцийфосфатные композиты могут быть использованы в регенеративных методах лечения для заполнения костных дефектов в ненагруженных областях.
Keywords: кальцийфосфатная пенокерамика, трикальцийфосфат, гель гидроксиапатита, simulated body fluid, биомиметический апатит, резорбируемость.

В.К. Крутько, А.Е. Дорошенко, О.Н. Мусская, А.И. Кулак
Получение октакальцийфосфата в водной среде при взаимодействии кальцита с монокальцийфосфатом моногидратом — стр. 782
Abstract: В водной среде из суспензии CaCO₃ / Ca(H₂PO₄)₂ при соотношениях Ca/P 1,33, 1,50, 1,67, pH 5-7 и времени созревания 21-50 сут получены кальцийфосфатные композитные порошки, состоящие из брушита и кальцита. Продолжительное созревание (до 68 сут) композитных кальцийфосфатных порошков приводило к гидролитическому переходу брушита в октакальцийфосфат, количество которого увеличивалось с увеличением длительности стадии созревания. Высушивание кальцийфосфатных порошков при 37°С в течение 24 ч способствовало частичному переходу метастабильной фазы октакальцийфосфата в апатит, представленный аморфным фосфатом кальция. Наличие на ИК-спектрах плеча колебаний О–Н при 633 см^-1 указывает на присутствие апатита в кальцийфосфатных порошках. Использование электрического тока (20 мА/см², 3–20 мин) для локального повышения значения pH позволило увеличить количество октакальцийфосфата в составекомпозитного порошка, обладающего характерной морфологией розеток из тонких пластинчатых кристаллитов.
Keywords: октакальцийфосфат, кальцит, монокальцийфосфат моногидрат, брушит, апатит, гидролитическое созревание.

И.С. Медянкина, К.И. Светлакова, Л.А. Пасечник
Формирование гидроксосиликата кобальта в матрице аморфного кремнезема — стр. 800
Abstract: Предложено получение гидроксосиликата кобальта Co₃(Si2O₅)₂(OH)₂ в матрице высокодисперсного аморфного кремнезема. Показано, что образование гидроксосиликата, сочетающего в структуре координированные кремнезем- и кобальт-кислородные полиэдры, а также наличие поверхностных гидроксильных групп способствуют сохранению высокой удельной площади поверхности, характерной для аморфного SiO₂, и эффективному проявлению фотокаталитических свойств благодаря наличию кобальта (2+), обладающего высокой реакционной способностью. В качествеметодов синтеза композитов SiO₂/Co предложены гидрохимические методы путем пропитки и автоклавной обработки золя кремнезема в растворе формиата кобальта. Прослежено влияние изменения количества вводимого кобальта на состав, структуру и свойства композитного материала на основе SiO₂. Композиты SiO₂/Co апробированы в реакции фотоокисления гидрохинона при воздействии ультрафиолетового излучения. Наибольшая степень разложения гидрохинона, составляющая 84% за 18 часов, достигнута для SiO₂/Co с молярным соотношением компонентов Co: Si = 0,01:1.
Keywords: аморфный кремнезем, силикат кобальта, гидротермальный синтез, механосинтез, микроструктура, фотокатализ, гидрохинон.

О.Н. Мусская, В.К. Крутько, А.И. Кулак, Е.Н. Крутько
Модифицирование волоконных целлюлозных материалов аморфизированными фосфатами кальция и наночастицами меди — стр. 811
Abstract: Этерификацией поверхности целлюлозных носителей фосфорной кислотой в присутствии мочевиныполучены волоконные материалы, характеризующиеся повышенной степенью набухания в водных средах (в 1,1-1,5 раза). Боргидридным методом с использованием натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы в качестве полимера-стабилизатора синтезированы наночастицы меди и их композиты с аморфизированными фосфатами кальция. Полученные коллоидные растворы меди и их композиты с гидроксиапатитом характеризуются стабильностью от нескольких суток до 2 месяцев. Выявлено, что модифицирование целлюлозных (исходных и фосфорилированных) материалов иммерсионным методом с использованием водных составов, содержащих аморфизированные фосфаты кальция, наночастицы меди либо композиты на их основе, в присутствии натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы и аскорбиновой кислоты при величине рН 6 и 11 приводит к снижению кристалличности полимерного носителя. Методом ИК-спектроскопии показано, что аморфизациямодифицированных волоконных целлюлозных материалов обусловлена изменением статической однородности системы водородных связей в структуре полимера.
Keywords: целлюлоза, фосфорилированная целлюлоза, натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы, аморфизированные фосфаты кальция, гидроксиапатит, наночастицы меди.

А.А. Остроушко, Т.Ю. Жуланова (Максимчук), Е.В. Кудюков, И.Д. Гагарин, О.В. Русских
Синтез нанопорошков манганита лантана в реакциях горения под действием электромагнитного поля — стр. 820
Abstract: Методом горения нитрат-органических прекурсоров разного состава были синтезированы образцы манганита лантана, допированного стронцием. Процесс горения реализовали в условиях воздействия внешнего переменного электромагнитного поля и в его отсутствие. Обнаружено, что в ходе горения прекурсоров происходит термохимическое генерирование зарядов, зафиксированное как разность потенциалов прекурсор-земля. Показано, что состав исходного прекурсора (органический компонент и его количество), а так же присутствие внешнего переменного электромагнитного поля оказывают влияние на величину возникающей разности потенциалов, варьировавшейся от -7 до 125 В. Наличие внешнего поля приводило к сдвигу возникающей разности потенциалов в сторону положительных значений. Показана взаимосвязь между изученными электромагнитными свойствами (намагниченность насыщения, коэрцитивная сила, температура Кюри) полученных образцов и разностью потенциала прекурсор – земля, возникающей в ходе синтеза. Значения температуры Кюри варьировались в области 38-79°С для образцов, полученных под влиянием переменного электро-магнитного поля, и 49-104°С – в его отсутствие.
Keywords: Сложные оксиды, манганит лантана, синтез, реакции горения, заряды, электромагнитное поле, магнитные свойства.

А.А. Остроушко, С.Ю. Меньшиков, Д.А. Роженцев, Н.К. Ткачев, А.Я. Голуб, М.О. Тонкушина
Наноструктурированные катализаторы эмульсионной полимеризации скипидара под воздействием персульфата калия — стр. 829
Abstract: Показана каталитическая активность в реакции водно-эмульсионной полимеризации скипидаранескольких наноструктурированных материалов: нанокластерный полиоксометаллат кеплератного типа Mo₇₂Fe₃₀, нанопористое железо и нанопористый композит интерметаллидов Pd₂In@Pd₃In, полученные деаллоингом эквиатомных сплавов Fe – Mn и Pd – In. Выход чистых политерпеновых смол при использовании инициирования персульфатом калия зависит от характера контактирования катализаторов и субстратов: жидкое-жидкое или твердое-жидкое-жидкое: для растворов полиоксометаллата и нанопористых металлических образцов, соответственно. В качестве реакционной среды для сравнения была взята система, не содержавшая катализаторы. На основе полученных данных о температуре размягчения определена молекулярная масса образцов смолы. Для идентификации полученных продуктов использован метод инфракрасной спектроскопии. В реакционной среде (преимущественно водной) после выделения политерпеновых смол при помощихроматографического анализа обнаружены такие ценные продукты как альфа–терпинеол, используемый как полупродукт для получения ароматизаторов и флотагент.
Keywords: наноструктурированные катализаторы инициирования, полиоксометаллаты, металлы, эмульсионная полимеризация, скипидар, политерпеновые смолы, персульфат калия.

Н.В. Пермяков, А.И. Лебедева, Е.В. Мараева
Создание и исследование материала на основе гидроксиапатита и поликапролактона для экструзионной трехмерной печати — стр. 838
Abstract: Работа посвящена поиску научно-технического решения по созданию филаментов на основе гидроксиапатита и поликапролактона для экструзионной трехмерной печати. Порошки гидроксиапатита получены методом химического осаждения с использованием микроволнового излучения, определен средний размер частиц в порошке. Предлагаются варианты создания филамента методом экструзии на основе композиции гидроксиапатита и поликапролоктона для последующей печати скаффолдов — временных каркасов, необходимых для формирования новых функциональных тканей. Получены изображения поверхности гидроксиапатита кальция с помощью сканирующего зондового микроскопа для оценки параметров шероховатости поверхности, являющейся одним из важнейшим факторов для успешной адгезии клеток к поверхности скаффолда при процессах остеоинтеграции.
Keywords: гидроксиапатит, поликапролактон, трехмерная печать, нанокомпозит, скаффолд, сканирующая зондовая микроскопия.