ФХ-2021

В.К. Крутько¹, А.Е. Дорошенко¹, О.Н. Мусская¹, С.М. Рабчинский², А.И. Кулак^1
1 ГНУ «Институт общей и неорганической химии Национальной академии наук Беларуси»
² Белорусский государственный университет

Аннотация: Методом электрохимического осаждения на титановых пластинах при комнатной температуре в двухэлектродной ячейке при постоянной плотности тока 30 мА/см2 и времени осаждения 10 мин получены кальцийфосфатные покрытия: брушитные в системе Ca(NO₃)₂/NH₄H₂PO₄ при pH = 4  и композитные (брушит/кальцит/апатит) в системе CaCO₃/Ca(H₂PO₄)₂ при pH = 5. Выдерживанием кальцийфосфатных покрытий обоих типов в модельном растворе SBF в течение 1 месяца определяли апатитообразующую способность (биоактивность). Новообразованный аморфизированный апатитовый слой после термообработки при 800°С кристаллизовался в β –трикальцийфосфат/гидроксиапатит на брушитных покрытиях и в гидроксиапатит на композитных покрытиях за счет присутствия кальцита, карбонат-ионы которого являются инициаторами образования гидроксиапатита, а также апатитных наночастиц в исходном покрытии. Полученные кальцийфосфатные покрытия перспективны в качестве биопокрытий повышающих остеоинтеграцию металлических имплантатов.
Ключевые слова: кальцийфосфатные покрытия, брушит, кальцит, модельный раствор SBF, аморфизированный апатит, гидроксиапатит

Н.А. Клычков, В.В. Симаков, И.В. Синёв, Д.А. Тимошенко
ФГБОУ ВО «Саратовский национальный исследовательский государственный университет им. Н. Г. Чернышевского»

Аннотация: Исследовано влияние паров органических веществ (изопропанола, этанола и ацетона) различной концентрации на отклик сенсоров газа на основе наноструктурированных пленок диоксида олова, синтезированных золь-гель методом. Экспериментально установлено, что напуск газовых проб, содержащих пары органических веществ, приводит к увеличению проводимости наноструктурированных пленок диоксида олова. В области высоких концентраций (более 50% от насыщенного пара) концентрационная зависимость проводимости имеет тенденцию к насыщению. Показана возможность распознавания сорта примесного газа с помощью статистической обработки отклика только одного сенсора при различных концентрациях анализируемой пробы. Определено положение поверхностного донорного уровня примесного газа относительно акцепторного уровня кислорода и теплота десорбции частиц исследуемых газов. Предложен новый метод мультипараметрического распознавания газовых смесей, основанный на использование в качестве признаков классификации физико-химических параметров анализируемых газов, не зависящих от их концентрации.Установлено, что предложенный метод мультипараметрического распознавания газовых смесей имеет более высокую надежность по сравнению со стандартными методами, основанными на анализе отклика сенсоров газа.
Ключевые слова: сенсор газа, золь-гель метод, предварительная обработка сигнала, параметры адсорбционных центров, мультипараметрическое распознавание газовых смесей

Ю.А. Губарев¹, Н.Ш. Лебедева¹, М.О. Тонкушина², И.Д. Гагарин², А.Я. Голуб², А.А. Остроушко^2
1 ФГБУН «Институт химии растворов им. Г.А. Крестова РАН»
² НИИ физики и прикладной математики института естественных наук и математики ФГАОУ ВО «Уральского федерального университета им. первого Президента России Б.Н. Ельцина»

Аннотация: Актуальной проблемой в области адресной доставки лекарственных веществ являются аспекты, относящиеся к транспорту высокотоксичных препаратов, обладающих нежелательными побочными эффектами, в частности противоопухолевых. Были рассчитаны термодинамические параметры комплексообразования нанокластерного полиоксометаллата {Mo₇₂Fe₃₀}, перспективного в качестве средства адресной доставки лекарств, и широко применяемого в клинической практике цитостатика–доксорубицина. Взаимодействие доксорубицина {Mo₇₂Fe₃₀} сопровождалось экзотермическим эффектом, что говорит об энергетически выгодном образовании комплекса. Кинетика процесса высвобождения доксорубицина из комплекса в буферном растворе с pH , соответствующим значению pH крови, была изучена методом люминесцентной спектроскопии. Были определены константы скорости процессов деструкции {Mo₇₂Fe₃₀} в комплексе, сопровождающейся высвобождением доксорубицина, и дальнейшего комплексообразования высвободившегося доксорубицина с продуктами распада {Mo₇₂Fe₃₀}. В будущем возможно управление скоростью высвобождения доксорубицина путем дополнительной стабилизации {Mo₇₂Fe₃₀} , например, путем его ассоциации с альбумином.
Ключевые слова: нанокластерные полиоксометаллаты, доксорубицин, комплексообразование, адресная доставка, наночастицы, константа скорости, термодинамические параметры

О.А. Голованова
ФГБОУ ВО «Омский Государственный Университет имени Ф.М. Достоевского»

Аннотация: Sr -замещенный трикальцийфосфат был получен методом осаждения из водных растворов. Синтетические твердые фазы исследовали с помощью рентгеннофазового анализа, ИК-Фурье спектроскопии, сканирующей электронной микроскопии, энергодисперсионного анализа. Надосадочная жидкость была исследована на наличие ионов Ca²⁺ и PO₄^3- для вычисления Са/Р соотношения. Выявлено, что ионы стронция входят в состав трикальцийфосфата, однако не изменяют его фазовый состав. Добавление ионов стронция в исходный раствор способствует уменьшению размеров кристаллитов и увеличению их пористости. Данные по энергодисперсионному анализу подтвердили, что ионы стронция входят в состав образцов ТКФ. Но при увеличении их концентрации, полного замещения ионов кальция на ионы стронция в структуре ТКФ не происходит. При изучении биорезорбируемости полученных образцов с помощью прямой потенциометрии установлено, что образцы, содержащие ионы стронция в своем составе, имеют меньшее значение скорости резорбции. При этом, наибольшие значения скорости растворения фиксируются в кислых средах.
Ключевые слова: кристаллизация, фосфаты кальция, замещенный трикальцийфосфат, стронций, биорезорбируемость

И.Е. Глазов¹, В.К. Крутько¹, Р.А. Власов², О.Н. Мусская¹, Л.В. Кульбицкая¹, А.И. Кулак^1
1 ГНУ «Институт общей и неорганической химии Национальной академии наук Беларуси»
² Медицинский центр SANTE ООО «Медандровит»

Аннотация: Синтезированы гибридные нанокомпозиты на основе гидроксиапатита и аутофибрина в форме фибринового сгустка либо цитратной плазмы путем осаждения при pH 9. «Мягкие» условия осаждения и быстрое выделение нанокомпозитов способствовали сохранению биополимерной матрицы аутофибрина. Дестабилизация дополнительной фазы аморфного фосфата кальция с образованием стехиометрического гидроксиапатита обусловлена влиянием макромолекул фибрина. Формирование кальцийдефицитного гидроксиапатита с x≈0,1 и Ca/P 1,65 происходило в среде цитратной плазмы, который после 800°С превращался в смесь гидроксиапатит / β трикальцийфосфат. Синтез композитов на основе биомиметического апатита осуществляли при добавлении 30 об.% модельного раствора Simulated Body Fluid (SBF). Влияние ионов Mg²⁺, CO₃^2-, входящих в состав SBF, способствовало стабилизации аморфного фосфата кальция и образованию карбонатзамещенного гидроксиапатита, устойчивого к термическим превращениям до 800°С. Совокупное влияние аутофибрина и ионов введенного SBF позволило управлять составом минеральной составляющей гибридных нанокомпозитов без разрушения биополимерной матрицы.
Ключевые слова: гибридный нанокомпозит, гидроксиапатит, фибрин, цитратная плазма, аморфный фосфат кальция, кальцийдефицитный гидроксиапатит, карбонат- гидроксиапатит

С.А. Бибанаева, В.М. Скачков
ФГБУН «Институт химии твердого тела Уральского отделения Российской академии наук»

Аннотация: Работа посвящена изучению влияния моно- и сложносоставных металлических добавок на процесс переработки бокситов гидрощелочным способом. Изучен химический качественный и количественный состав, морфология красных шламов (КШ) полученных в условиях автоклавного высокотемпературного выщелачивания. Проведены рентгенофазовые исследования, направленные на определение состава и структуры соединений в красном шламе. Показана перспективность метода автоклавного выщелачивания трудновскрываемых бокситов с одновременным извлечением глинозема и конверсии гематита в магнетит газообразным водородом. Установлено, что способ позволяет переработку бокситов с высокой степенью извлечения глинозема и позволяет получать красные шламы с различным содержанием магнитной фракции и низким содержанием натрия. Полученный магнетизированный красный шлам пригоден для переработки с помощью магнитной сепарации и делает перспективным сырьем для черной металлургии. Определена зависимость степени конверсии гематита в магнетит от вида восстанавливающего агента. По результатам исследований был получен патент на изобретение.
Ключевые слова: выщелачивание бокситов, восстановление железа, процесс Байера, красный шлам, гематит, магнетит

А.И. Фомин, Н.А. Панькин
ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Мордовский государственный университет имени Н.П. Огарева»

Аннотация: Методами рентгенографии и электронной микроскопии исследован поверхностный слой чугуна   ВЧ50–2 после его обработки электроконтактной приваркой. В качестве присадочного материала использовалась лента из стали 50ХФА. Применялись технологии обработки с созданием промежуточного слоя из никелевого порошка ПГН-12Н-01 и без него. Получены результаты о фазовом составе, субструктуре и остаточных напряжениях. Исследуемая система состоит из фаз α–Fe и γ–Fe. Параметры субструктуры (микродеформации и измельчение блоков) имеют одинаковые значения для различных режимов электроконтактной приварки. Остаточные напряжения носят растягивающий характер и уменьшаются при создании промежуточного слоя из никелевого порошкового материала. Основной механизм их образования – термические воздействия на материал, обрабатываемый электроконтактной приваркой. Установлено, что после электроконтактной приварки ленты могут образовываться трещины, их ориентация преимущественно параллельно обрабатываемой поверхности обусловлена наличием большого градиента температур.
Ключевые слова: электроконтактная приварка, фазовый состав, микродеформации, размер субблоков, макронапряжения

Д.А. Тимошенко, И.В. Синёв, В.В. Симаков, Н.А. Клычков
ФГБОУ ВО «Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского»

Аннотация: Нитевидные нанокристаллы диоксида олова были выращены методом физического осаждения из паровой фазы и перенесены на контактную систему методом замороженной капли. Полученные сенсоры обладают газочувствительностью, воздействие паров газов-восстановителей приводит к увеличению их проводимости. Показано, что существует долговременный дрейф проводимости сенсора при воздействии пробы. Исследована концентрационная зависимость чувствительности сенсора к парам этанола, ацетона и пропанол-2 при температуре 300°С. На основе анализа концентрационных зависимостей проводимости рассчитаны энергии десорбции частиц, а также положения донорных уровней, индуцированных при адсорбции газов-восстановителей, относительно акцепторного уровня кислорода. Показано, что рассчитанные параметры имеют существенно меньший по сравнению с проводимостью временной дрейф. Использование указанных параметров позволяет распознавать газовоздушные смеси, т.е. однозначно отнести одну из трех исследованных проб к её классу.
Ключевые слова: нитевидные нанокристаллы, диоксид олова, распознавание газов, полупроводниковый сенсор газа, газочувствительность

В.М. Скачков
ФГБУН «Институт химии твердого тела Уральского отделения Российской академии наук»

Аннотация: В статье обсуждается изменение свойств диффузионно-твердеющего припоя в зависимости от состава жидкометаллической компоненты на основе легкоплавких сплавов галлия: галлий-олово, галлий-индий-олово и галлий-олово-цинк при взаимодействии с порошком сплава медь-олово (ПМОСФ5) подвергнутых низкотемпературной (125°С) и высокотемпературной (500°С) термической обработке. Механические свойства оценены измерением микротвердости, а термические исследованы методом дифференциально-термического анализа. Термическая обработка при высоких температурах способствует переходу припоя в равновесное состояние, при этом происходит значительное увеличение твердости. По графикам дифференциально-термического анализа рассчитаны экзотермические эффекты. Методом рентгенофазового анализа определены образующиеся в результате диффузионного твердения фазы. Показано, что при различных температурах обработки образуются разные фазы – наноразмерные интерметаллические соединения. Экспериментально доказано улучшение механических свойств диффузионно-твердеющего припоя при наличии цинка растворенного в галлиевом жидком сплаве.
Ключевые слова: композиционные диффузионно-твердеющие припои, экзотермические эффекты, свойства, микротвердость, дифференциально-термический анализ, рентгенофазовый анализ

Е.В. Ракша¹, В.А. Глазунова², О.Н. Осколкова¹, П.В. Сухов¹, Г.К. Волкова², А.А. Давыдова¹, Ю.В. Берестнева³, М.В. Савоськин^1
1 ГУ «Институт физико-органической химии и углехимии им. Л.М. Литвиненко»
² ГУ «Физико-технический институт им. А.А. Галкина»
³ ФНЦ агроэкологии Российской академии наук

Аннотация: В работе представлены результаты исследования морфологии углеродных наночастиц, образующихся при жидкофазном расслоении терморасширенного графита в трет-бутаноле. Используемый в работе терморасширенный графит получен путем термического расширения соинтеркалата нитрата графита с уксусной и муравьиной кислотами в режиме термоудара при 500°С и 900°С. Исходный соинтеркалант по данным рентгенофазового анализа представляет собой смесь соединений II-й и IV-й стадий интеркалирования. Методом просвечивающей электронной микроскопии установлено, что дисперсии углеродных наночастиц, образующиеся при расслоении терморасширенного графита в трет-бутаноле под действием ультразвука, содержат в основном малослойные графены, планарные размеры которых достигают 8 мкм. Обсуждается влияние условий получения терморасширенного графита на морфологию образующихся углеродных наночастиц. Дисперсии на основе терморасширенного графита, полученного при более низкой температуре, помимо малослойных графенов содержат также значительное количество аморфных углеродных частиц с планарными размерами до 100 нм.
Ключевые слова: малослойные графены, жидкофазное расслоение, нитрат графита, соинтеркалирование