Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов
Основан в 2009 году


Колонка редактора


Завершён прием статьей в сборник за 2024 год

Уважаемые авторы! Сообщаем, что прием статьей в выпуск «Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов» за 2024 год завершён. Все полученные на сегодняшний день статьи находятся в работе у редакционной коллегии. Новые статьи в выпуск 2024 года приниматься не будут, но Вы можете отправить ваш ...

Impact Factor журнала «Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов»

По итогам 2023 года журнал «Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов» имеет Impact Factor 0,2 и индексируется, как Q4 в Web of Science Core Collection. Журнал «Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов» выпускается уже 15-й год. За это время он фактически стал признанным ...

Выпуск № 15 (2023) доступен для загрузки

Журнал «Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов» выпускается уже 15-й год без какого-либо перерыва. За это время он фактически стал признанным журналом – ежегодником, публикующим обзоры, оригинальные научные статьи и краткие сообщения, отражающие различные фундаментальные и прикладные направления, связанные с изучением наночастиц, наносистем и ...

Синтез и изучение строения соединений лантана (III) и церия (III) с аспарагиновой кислотой

В.А. Шкрумеляк, О.А. Голованова
ФГАОУ ВО «Омский государственный университет имени Ф.М. Достоевского»

Аннотация: Значительная часть современных исследований посвящена синтезу и изучению строения соединений редкоземельных элементов с биолигандами – это те лиганды, которые участвуют в биохимических процессах. Особый интерес для изучения представляют соединения редкоземельных элементов с аминокислотами, так как они являются важнейшими биолигандами, природными наноразмерными молекулами. В ходе работы были синтезированы соединения лантана (III) и церия (III) с аспарагиновой кислотой. Получены белые кристаллические осадки для систем «LaAsp» (1:2) и «Ce-Asp» (1:3). С помощью оптической микроскопии доказано принципиальное отличие кристаллов синтезированных соединений (по форме и размерам) от кристаллов исходных веществ, используемых для синтеза. Результаты ИК-Фурье спектроскопии показали, что ионы металлов взаимодействуют с карбоксильной группой аспарагиновой кислоты. Результаты, полученные при спектрофотометрическом анализе надосадочной жидкости для системы «La-Asp» (1:2), позволили смоделировать пространственную структуру данного соединения с учётом количества аспарагиновой кислоты, связываемой с ионами лантана (III). Синтезированные соединения являются перспективными для дальнейшего их применения в медицине.
Ключевые слова: редкоземельные элементы, комплексные соединения лантана (III) и церия (III), аминокислоты, аспарагиновая кислота, лиганды

Процессы нитризации подзатворного диэлектрика и их влияние на изменение плотности межслойных состояний МДП-структур

Н.В. Черкесова1, Г.А. Мустафаев1, А.Г. Мустафаев2
1 ФГБОУ ВО «Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова»
2 ГАОУ ВО «Дагестанский государственный университет народного хозяйства»

Аннотация: Процессы, протекающие в системе кремний-кислород-азот, представляет большое практическое значение, поскольку диэлектрические слои из материалов этой системы широко применяются в качестве барьеров для проникновения примесей, элементов накопительных конденсаторов, полевых изолирующих слоев и т.д. Интерес к созданию таких диэлектриков повысился в связи с использованием в технологических процессах этапа быстрого термического отжига, сопровождающегося возникновением на поверхности раздела быстрых поверхностных состояний и механических напряжений. В результате исследования определено что МДП-структурах изменение порогового напряжения, связано с захватом электронов на образующиеся при этом в объеме полупроводника ловушки. МДП-структуры с азотированным оксидом по сравнению с обычным оксидом обладают лучшей стабильностью. Исследования показали, что подавление процесса образования состояний на поверхности раздела зависит от степени азотирования. Характеристики МДП-структур под воздействием облучения существенно зависят от температуры и длительности быстрой термической нитризации.
Ключевые слова: металл–диэлектрик–полупроводник (МДП), оксинитрид кремния, нитризация, подзатворный диэлектрик, диоксид кремния, термообработка

Влияние свободной валентности на электронное строение радикалов н-спиртов

В.В. Туровцев1, Е.М. Чернова2, Е.А. Мирошниченко3, Ю.Д. Орлов2
1 ФГБОУ ВО «Тверской государственный медицинский университет» Минздрава России
2 ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
3 ФГБУН «Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семенова РАН»

Аннотация: В работе представлены результаты исследования влияния свободной валентности (при отрыве атома водорода) на электронное строение радикалов нспиртов на примере радикалов производных н-гептанола (C●H2(CH2)6OH, CH3C●H-(CH2)5OH, C2H5C●H-(CH2)4OH, C3H7C●H-(CH2)3OH, C4H9C●H-(CH2)2OH, C5H11●HCH2OH, C6H13C●H-OH, C7H15O●). Оптимизация геометрии и нахождение распределения электронной плотности в указанных соединениях получено методом функционала плотности B3LYP/6-311++G(3df,3pd) 6d 10f. Электронное строение выбранных молекул и радикалов исследовано в рамках «квантовой теории атомов в молекуле» (QTAIM): вычислены электронные параметры атомов и атомных групп, изучено распределение спиновой плотности, количественно охарактеризованы понятия «радикальный центр» и «свободная валентность». Рассмотрены индуктивный эффект и переносимость атомных групп, составлена качественная шкала групповых электроотрицательностей. Проведено сравнение возмущающего действия различных атомных групп, в том числе содержащих свободную валентность, на углеводородную цепь, посредством сравнения интегральных параметров групп, входящих в состав исследуемых соединений, с параметрами «стандартных» групп.
Ключевые слова: квантовая теория атомов в молекуле, электронная плотность, электроотрицательность, индуктивный эффект, спиновая плотность, свободная валентность, радикальный центр

Зеленый синтез наночастиц серебра. Комплементарные методы исследования

С.Д. Хижняк, А.И. Иванова, В.М. Волкова, Е.В. Барабанова, П.М. Пахомов
ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»

Аннотация: В настоящей работе представлены результаты исследования зеленого или биосинтеза наночастиц серебра с использованием водных экстрактов листьев клена и дуба. Эффективность процесса синтеза, размер и форма образующихся наночастиц изучены с помощью методов спектроскопии УФ-видимого диапазона, динамического светорассеяния, атомно-силовой и сканирующей электронной микроскопии. Установлено, что образование наночастиц серебра сопровождается появлением в электронных спектрах водных экстрактов полосы плазмонного резонанса, максимум которой зависит от концентрации нитрата серебра и находится в диапазоне ~420-429 нм в спектрах листьев клена, а в спектрах экстрактов дуба наблюдается сдвиг в сторону больших длин волн ~425-435 нм, что соответствует формированию наночастиц большего размера. Согласно данным динамического светорассеяния размер наночастиц в экстрактах клена составляет ~60-68 нм, а в образцах дуба ~107 нм. Зафиксированные с помощью атомно-силовой и сканирующей электронной микроскопии различия в размерах и форме наночастиц, полученных в фитоэкстрактах клена и дуба, объясняются различным составом биоактивных веществ в растениях, участвующих в восстановлении ионов серебра и стабилизации поверхности наночастиц серебра.
Ключевые слова: зеленый синтез, наночастицы серебра, полоса поверхностного плазмонного резонанса, сканирующая электронная микроскопия

Оценка свойств нанокомпозита фукоидан/Fe3O4 как транспортного агента ковалентно связанного молекулярного груза

В.Е. Супрунчук
ФГAОУ ВО «СевероКавказский федеральный университет»

Аннотация: Магнитоуправляемый транспорт лекарственных веществ с целенаправленным высвобождением молекулярного груза способствует расширению возможностей клинической терапии. В работе исследуется возможность создания наночастиц, на основе фукоидана модифицированного магнетитом, для биомедицинских целей. Изучена возможность иммобилизации модельного фибринолитического фермента с помощью сшивающего агента. Максимальная загрузка фермента составляет 2,06±0,09% масс. Размер частиц с иммобилизованной альтеплазой по данным сканирующей электронной микроскопии составил 94,4±24,3 нм, гидродинамический диаметр – 370 нм, дзета-потенциал – -1,66±0,06 мВ. Намагниченность насыщения образца составляет 6 Гс·см3/г. Для пониманиямеханизмов высвобождения молекулярного груза проведены исследования с использованием различных моделей: нулевой порядок, модель Вейбулла, уравнение Хилла, модель Хигучи, модель Корсмейер-Пеппаса. Использование математического моделирования показало, что наилучшей моделью для описания этого процесса является кинетическое уравнение Корсмейер-Пеппаса (r2 = 0,97), а процесс высвобождения контролируется диффузией Фика. Полученный биокомпозитный материал является перспективным кандидатом в качестве наноносителя для ферментативного агента.
Ключевые слова: фукоидан, магнетит, магнитные наночастицы, таргетинг, адресная доставка, альтеплаза, кинетика выпуска, переменное магнитное поле

Механизм изменения наноструктуры пленок смешанных оксидов молибдена-ванадия в процессе твердофазной фотополимеризации

Т.В. Свиридова, З.А. Якубовская, В.Б. Оджаев, Д.В. Свиридов
Белорусский государственный университе

Аннотация: В работе приведены результаты изучения характера изменения топологии поверхности в результате фотостимулированной полимеризации фоторезистных слоев на основе высших оксидов – неорганических полимеров. С использованием атомносиловой микроскопии выполнено исследование изменения наноструктуры поверхности тонких пленок смешанных оксидов молибдена-ванадия (V2O5:MoO3 = 3:2) в процессе УФ-стимулированной полимеризации. Фрактальный анализ атомно-силовых изображений позволил установить, что твердофазная полимеризация в смешаннооксидных слоях, полученных путем конденсации соответствующих оксокислот, протекает с участием смешанных оксоолигомеров по 3D-механизму. При этом теряется анизотропия, характерная для исходной пленки и обусловленная направленной агломерацией лентообразных смешанных оксоолигомеров, входящих в ее состав. Развивающиеся в смешаннооксидном слое полимеризационные процессы приводят к образованию агломератов зерен, состоящих из четко огранённых псевдокристаллитов нанометрового размера. Одновременно в процессе экспонирования происходит твердофазная рекристаллизации аморфизированной оксидной пленки, результатом чего является увеличение значения среднего отклонения профиля поверхности. В процессе избирательного кислотного травления происходит обнажение скрытой внутренней структуры фоточувствительного оксидного слоя и дробление псевдокристаллитов, что приводит к снижению шероховатости поверхности до исходной величины. Указанные особенности структуры фоточувствительных смешаннооксидных пленок MoO3/V2O5 имеют принципиальное значение для создания неорганических фоторезистов.
Ключевые слова: фотополимеризация, смешанные оксиды молибдена-ванадия, тонкие пленки, наноструктура, неорганические фоторезисты, атомно-силовая микроскопия

Особенности формирования текстуры в материалах на основе гексаферрита стронция при синтезе из нитрат-органических прекурсоров

А.А. Остроушко1, М.О. Тонкушина1, Т.Ю. Жуланова1,2, Е.В. Кудюков1, А.Я. Голуб1, О.В. Русских1
1 ФГАОУ ВО «Уральского федерального университета имени первого Президента России Б.Н. Ельцина»
2 ФГБУН «Институт высокотемпературной электрохимии Уральского отделения Российской академии наук»

Аннотация: Изучены процессы получения гексаферрита стронция (материал постоянных магнитов) в реакциях горения с последующей термообработкой нитрат-органических прекурсоров, содержащих глицин или поливиниловый спирт. Образование железо-глициновых комплексов органических компонентов прекурсоров оказывает влияние на формирование морфологии получаемых образцов. При использовании глицин-содержащих систем в ходе горения возникает разветвленная волокнистая текстура материала с протяженными внутренними полостями, где имеются удлиненные оксидные частицы. Такие образцы обладают более высокой коэрцитивной силой, внешнее магнитное поле существенного влияния на формирование текстуры в ходе горения не оказывает. Установлено наличие генерирования зарядов в прекурсорах при их горении, что проявляется в появлении разности потенциалов земля – прекурсор. В данном случае возникновение меньших по интенсивности зарядов позволяет получить образцы с более высокой намагниченностью, а также с большей способностью к повышению магнитных характеристик при дальнейшей термомагнитной обработке.
Ключевые слова: гексаферрит стронция, синтез, нитрат-органические прекурсоры, магнитные свойств, текстурирование