Колонка редактора

Е.Г. Корж, В.Э. Бурлакова
ФГБОУ ВО «Донской государственный технический университет»

Аннотация: В работе методом гидродинамической кавитации получены наноалмазы ООО ТПК «Синтез». Синтезированные наноалмазы исследованы методом атомно-силовой микроскопии и в результате было установлено, что их частицы имеют форму близкую к сферической, а размер частиц по оси Z не превышает 10 нм, которые агломерируют и образуют более крупных структуры размером до 100 нм. Синтезированные наноламазы в виде коллоидных растворов концентрацией 0,5%, 1%, 3%, 5% и 7% использовали в электролите цинкования для получения композиционных цинк-наноалмазных покрытий. Полученные покрытия исследовали методами рентгенофазового анализа и сканирующей электронной микроскопии. Было доказано присутствие фазы углерода в составе композиционного цинкового покрытия, соответствующей алмазоподобной структуре. Установлено, что морфологические особенности поверхности цинк-наноалмазного покрытия значительно отличаются от морфологии поверхности цинкового покрытия, что выражено в отсутствии большого количества впадин и неровностей. Проведены испытания на коррозионную активность цинк-наноалмазных покрытия в 3% растворе хлорида натрия (NaCl). Определено, что композиционные цинк-наноалмазные покрытия обладают повышенной коррозионной стойкость в сравнении с цинковыми покрытиями, при этом скорость коррозии уменьшается на 42%.
Ключевые слова: наноалмазы, цинковое покрытие, композиционное покрытие, цинк- наноалмазное покрытие, коррозия

С.С. Налимова¹, З.В. Шомахов^2
1 ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)»
² ФГБОУ ВО «Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова»

Аннотация: Увеличение поглощения света в видимой области модифицированных плазмонными наночастицами оксидов металлов делает их отличными материалами для фотокатализаторов и резистивных газовых сенсоров с оптической активацией. Рассмотрены фотокаталитические свойства нанокомпозитов плазмонных наночастиц с оксидами металлов. Проанализированы основные результаты исследования фотокаталитической активности разложения различных органических красителей. Влияние металлических наночастиц на фотокаталитические свойства объясняется формированием барьера Шоттки, а также эффектом локального поверхностного плазмонного резонанса (ЛППР). Роль барьера Шоттки, образующегося на границе металл-полупроводник, заключается в эффективном разделении и переносе носителей заряда внутренним электрическим полем. Увеличение эффективности фотодеградации красителей связано с разделением электронно-дырочных пар и снижением скорости рекомбинации. За счет ЛППР увеличивается поглощение света, что приводит к увеличению генерации активных носителей заряда. Обобщены результаты, полученные различными авторами, по исследованию отклика композитных структур оксидов металлов с плазмонными наночастицами, к окисляющим и восстанавливающим газам при различных экспериментальных условиях. Основной причиной увеличения отклика является увеличение концентрации адсорбированных ионов кислорода при переходе к ним фотогенерированных в плазмонных наночастицах электронов. Механизм влияния эффекта поверхностного плазмонного резонанса на свойства химических полупроводниковых газовых сенсоров и фотокатализаторов связан с процессами формирования барьера Шоттки при контакте благородного металла и полупроводника, прямого переноса электронов, локального усиления электрического поля и плазмонного резонансного переноса энергии.
Ключевые слова: наночастицы, оксид металла, фотокатализаторы, газовые сенсоры, локализованный поверхностный плазмонный резонанс

А.А. Остроушко, А.Е. Пермякова
ФГАОУ ВО «Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. Ельцина»

Аннотация: На основе имеющихся результатов экспериментальных исследований проведен анализ возможности проявления темплатного эффекта формирования анизометрических микро- и наноразмерных образований в оксидных и композитных системах. При синтезе микро- и наноразмерных оксидных (сложнооксидных) материалов, композиций на их основе, например, металл-оксидных, в реакциях
горения глицин-нитратных прекурсоров наблюдается темплатный эффект, способствующий формированию анизометрических (протяженных) частиц и их ансамблей. Помимо имеющихся фактов, описанных в литературе, когда возникает вышеназванная морфология (синтез гидроксидов и оксидов лантана, неодима, празеодима, гольмия, самария, иттрия, гадолиния, эрбия, европия), наличие подобного явления обнаружено как в системах, где синтезируются магнитные частицы (гексаферрит стронция), так и в других немагнитных материалах. При получении магнитных сложных оксидов эффект способствует получению высококоэрцитивных материалов. Вышеназванный эффект относится также к образцам бактерицидной композиции оксида алюминия с наночастицами серебра, полученной в реакциях горения. К возможным причинам формирования анизотропных образований можно отнести присутствие глицина, амфотерные молекулы которого, как цвиттер-ионы, способны к образованию упорядоченных пространственных структур, служащих темплатами при синтезе целевых фаз в реакциях горения.
Ключевые слова: оксидные материалы, композиции, синтез с использованием солевых форм, морфология, органические компоненты, глицин

В.А. Полухин, С.Х. Эстемирова
ФГБУН «Институт металлургии им. Н.А. Ватолина УрО РАН»

Аннотация: Современные исследования металл-графеновых нанокомпозитов (таких как Al/G, Ni/G, Ti/G) демонстрируют их выдающиеся механические свойства при сочетании аморфной металлической матрицы с диспергированным графеном. Анализ литературных данных позволяет выделить два ключевых фактора, ответственных за повышенную прочность и термическую стабильность таких материалов: (i) образование гибридизованных металл-углеродных связей на границе раздела фаз и (ii) особые деформационные механизмы, включая активность зон сдвиговой трансформации и блокировку дислокаций на межфазных границах. Для аморфных сплавов решающую роль играет свободный объем, способствующий локальной реструктуризации и формированию упрочняющих нанофаз. Сравнительный анализ данных молекулярно-динамического моделирования и экспериментальных результатов показывает их хорошую согласованность, что подтверждает эффективность графена в качестве армирующей фазы. Полученные результаты позволяют рассматривать металл-графеновые нанокомпозиты как перспективное направление разработки новых материалов с улучшенными механико-тепловыми характеристиками, в том числе обеспечивающих работу в экстремальных условиях.
Ключевые слова: графен, металлокомпозиты, аморфные сплавы, молекулярно-динамическое моделирование, деформационные механизмы, армирование, гибридизация связей, интерфейсные взаимодействия, механические свойства

А.П. Прудченко¹, Я.А. Мороз¹, Н.С. Лозинский¹, О.Ю. Полякова¹, Ю.С. Протасевич¹, В.А. Глазунова^2,1, Г.К. Волкова^2,1, В.В. Бурховецкий^2,1
1 ФГБНУ «Институт физико-органической химии и углехимии им. Л.М. Литвиненко»
² ФГБНУ «Донецкий физико-технический институт им. А.А. Галкина»

Аннотация: В данной работе представлены результаты по оценке возможности получения гибридных углерод-минеральных наноматериалов методом каталитического химического осаждения углерода из газовой фазы с использованием комплексов полиоксовольфрамометаллатов с 3d-металлами общей формулы (NH₄)_X[PW₁₁O₃₉Me(L)]×nH₂O, где Ме – Fe, Co, Ni, Cu; L – H₂O, C6H₁₂N₄ (гексаметилентетрамин), как компонентов металлоксидных катализаторов роста углеродных нанотрубок, являющихся источником активных в каталитическом процессе частиц восстановленных металлов. Продукты синтеза исследованы методами просвечивающей электронной микроскопии и рентгенофазового анализа. Установлено, что даже при очень низком мольном отношении металл-носитель (0,03÷1) реализуется каталитический процесс с образованием углеродных нанотрубок. Показано, что независимо от качественного состава катализатора идет, также, накопление продукта
некаталитического потока – наноуглерода, формирующего гибридный супрамолекулярный углерод-углеродный комплекс в виде латеральных отложений графеноподобного углерода на внешней поверхности углеродных нанотрубок. По данным рентгенофазового анализа выделенных и очищенных продуктов синтеза с использованием, отличающихся по структуре полиоксовольфрамометаллатов на рентгеновских дифрактограммах, проявляются рефлексы при одних и тех же угловых положениях, что дает возможность предположить образование двух типов гибридных углерод-минеральных наноматериалов: углеродные нанотрубки-наноуглерод-оксиды вольфрама и наноуглерод-оксиды вольфрама.
Ключевые слова: углеродные нанотрубки, металлоксидные катализаторы, полиоксовольфрамометаллаты, гибридные углерод-минеральные наноматериалы

А.М. Пшуков, А.А. Кокоева, Ю.Ф. Якуба, А.З. Кашежев
ФГБОУ ВО «Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова»

Аннотация: В работе представлена разработка методики синтеза, структурная и оптическая характеристика, а также сравнительный анализ свойств коллоидных квантовых точек на основе галогенидных перовскитов, легированных ионами Nd ^³⁺ с 20% замещением ионов свинца. Нанокристаллы с контролируемым содержанием редкоземельного элемента были синтезированы методом горячей инжекции, что обеспечило получение стабильных коллоидных структур с заданным уровнем легирования. Структурный анализ с использованием автоэмиссионного сканирующего электронного микроскопа подтвердил поликристаллическую природу наночастиц с размером зерен от ~30 до 200 нм. Элементный состав соответствует исходным материалам, что свидетельствует о контролируемости процесса легирования. Квантовый выход фотолюминесценции составил 40%, что является высоким показателем для Nd-легированных перовскитных систем. Спектр излучения с максимумом при 458 нм демонстрирует выраженный синий сдвиг, обусловленный влиянием Nd ^³⁺ на ширину запрещённой зоны. Для получения достоверных спектральных данных рекомендуется использовать разбавленные дисперсии. Полученные результаты подтверждают эффективность предложенного подхода и открывают перспективы применения легированных перовскитных нанокристаллов в оптоэлектронике, фотонике и сцинтилляционных технологиях.
Ключевые слова: перовскитные квантовые точки, неодим, легирование неодимом, синтез, световыход, элементный состав, морфология нанокристаллов, оптические свойства, квантовый выход, жидкий органический сцинтиллятор