Preview

Российские нанотехнологии

Расширенный поиск
Том 12, № 11-12 (2017)
Скачать выпуск PDF
3-8 48
Аннотация

Экспериментально показано, что при температуре ниже 0 °С нанопорошок никеля не воспламеняется в сухом воздухе; однако пассивация при этом происходит, что обеспечивает  стабильность состава наночастиц никеля в воздухе при комнатной температуре.

9-14 40
Аннотация

В данной работе предложена модель процесса воспламенения и пассивации слоя пирофорного нанопорошка. В предположении о лимитирующей роли диффузии окислителя в механизме распространения волны пассивации получена зависимость максимальной  температуры нанопорошка от определяющих параметров. Предложено проводить  пассивацию в две стадии, увеличив концентрацию окислителя в газовой фазе во второй  стадии. Показано, что двухстадийный вариант проведения процесса пассивации позволяет  уменьшить время полной пассивации слоя нанопорошка в несколько раз при допустимом  уровне разогрева, что открывает новые возможности для повышения производительности  процессов получения нанопорошков. Получены аналитические выражения для расчета  минимального времени перехода ко второй стадии при заданном уровне повышения температуры. Численные расчеты подтвердили правильность выводов теоретического  анализа, а также показали хорошее количественное совпадение результатов приближенных и численных расчетов. Предложенный макрокинетический подход является достаточно  общим, однако наиболее адекватно описывает процесс пассивации пирофорных  нанопорошков, так как из-за малых размеров частиц диффузия пассивирующего газа внутрь засыпки затруднена и процесс пассивации практически сразу лимитируется диффузионным переносом.

15-22 39
Аннотация

Методами сканирующей туннельной микроскопии и сканирующей туннельной спектроскопии исследованы процессы адсорбции и взаимодействия водорода, кислорода и монооксида углерода на поверхности наночастиц золота и никеля, образующих моно- и бикомпонентные покрытия на графите. На золотых наночастицах в результате взаимодействия Н2 и СО  образуются адсорбированные на подложке формил-радикалы (НСО•), которые в  дальнейшем можно окислить кислородом до воды и СО2. Наночастицы никеля, покрытые оксидом, после  последовательной экспозиции в водороде и СО восстанавливаются. Установлено, что на  бикомпонентном золото-никелевом покрытии взаимодействие водорода и монооксида углерода  также приводит к образованию адсорбированных формил-радикалов.

23-29 42
Аннотация

Изучены каталитические свойства нелегированного и легированных медью образцов со структурой майенита. В реакциях конверсии этилового спирта и парового риформинга этанола  исследованы исходный майенит и образцы, содержащие 0.58 и 0.92 масс. % меди. Все  катализаторы оказались активными в обоих процессах. Изучено влияние мольного  соотношения этанол/вода на распределение продуктов. В ходе проведения экспериментов был  обнаружен факт обратимой сорбции водорода при термообработке катализаторов, содержащих медь.

30-37 37
Аннотация

С помощью золь-гель-метода синтезированы анодные наноматериалы Li2ZnTi3O8/C, в которых в качестве источника углерода использовали поливинилиденфторид (ПВДФ) и  сахарозу. Полученные материалы охарактеризованы с помощью РФА, ПЭМ, ТГА и КР- спектроскопии. Исследовано влияние углеродного прекурсора и температуры отжига на  электрохимические свойства полученных материалов. Показано, что введение как  поливинилиденфторида, так и сахарозы приводит к формированию наноразмерного  титаната лития-цинка и образованию высокопроводящего углеродного покрытия. В случае использования ПВДФ происходит также  фторирование поверхности титаната лития-цинка. Такая модификация приводит к улучшению  электрохимических свойств полученных материалов: разрядные емкости Li2ZnTi3O8 и  Li2ZnTi3O8/C–5F, отожженных при 800 °С, при токе 20 мА/г составляют 180 и 227 мАч/г соответственно.

38-45 37
Аннотация

Исследованы кинетические закономерности процессов водородного восстановления наноразмерных частиц магнетита Fe3O4 в тонких слоях порошка. Установлена неприемлемость  классических подходов для описания кинетики процессов восстановления наноразмерных  частиц оксидов металлов. Разработана модель водородного восстановления наноразмерных  частиц оксидов металлов в тонких слоях. Проведен анализ сходимости расчетных по  разработанной модели кривых с экспериментальными данными.

46-53 36
Аннотация

Проведены исследования оптических спектров поглощения и морфологии поверхности пленочных нанокомпозитов поли-п-ксилилен — сульфид кадмия (ППК–CdS) в зависимости  от концентрации наполнителя CdS (С ≈ 0–100 об. %) и толщины пленок (d ≈ 0.02, 0.2, 0.5 и 1.0 мкм). Синтез пленок проводили методом криохимического синтеза на подложках из  оптического кварца и кремния. Для всех толщин пленок с ростом концентрации  наполнителя обнаружены немонотонные сдвиги спектров оптического поглощения в  длинноволновую область с максимумом при концентрации C0. Значение С0 возрастает с  ростом толщины пленок и равно ≈ 11, 30 и 50 об. % для d ≈ 0.02, 0.5 и 1 мкм, соответственно. Из анализа спектров поглощения выполнена оценка среднего размера  наночастиц (по положению экситонного пика). Установлено, что сдвиги спектров  обусловлены изменениями размеров наночастиц. Методом атомно-силовой микроскопии  (АСМ) выявлено влияние содержания наполнителя на морфологию полимерной матрицы и  шероховатость поверхности нанокомпозитов, получено распределение глобул матрицы по  размерам. Наиболее заметные изменения спектров поглощения и морфологии поверхности  происходят в области концентраций C ≤ С0. При C > С0 спектры поглощения практически  совпадают, что указывает на близкие значения размеров наночастиц. Экстремальные  изменения размеров полимерных глобул и наночастиц зарегистрированы при одной и той же концентрации С0 (характерной для каждой толщины). Полученные результаты  свидетельствуют о корреляции в изменениях морфологии поверхности матрицы и оптических свойств наполнителя.

54-61 38
Аннотация

Темплатным методом синтезированы углеродные структуры с решеткой инвертированного опала, модифицированные соединениями никеля. В качестве углеродного прекурсора  использован антрацен, молекула которого имеет плоскую форму из трех бензольных колец.  Полученные наноструктуры охарактеризованы с помощью рентгеноструктурного анализа,  сканирующей и высокоразрешающей просвечивающей электронной микроскопии, методом  газовой адсорбции-десорбции. Проведены измерения электрохимических характеристик при  использовании композитов в качестве электродного материала.

62-68 32
Аннотация

В данной работе было исследовано влияние давления азота в реакционной камере на параметры синтезируемого TiN при использовании метода прямого плазмодинамического синтеза.

69-75 32
Аннотация

Представлены результаты экспериментальных исследований режимов получения методом центрифугирования и наноразмерного профилирования методом силовой зондовой  нанолитографии (СЗН) пленок фоторезиста ФП-383. Исследования показали, что при  изменении объемного соотношения фоторезист/разбавитель (ФП-383/РПФ-383Ф) и  увеличении скорости вращения центрифуги от 1000 до 5000 об/мин толщина получаемых  пленок фоторезиста изменяется от 1083 ± 17 до 20 ± 2 нм. Для объемного соотношения  фоторезист/разбавитель 1:15 при увеличении скорости вращения центрифуги от 1000 до  5000 об/мин толщина и шероховатость полученных пленок изменялись от 50 ± 6 до 20 ± 2  нм и от 3.16 ± 0.20 до 2.23 ± 0.10 нм, соответственно. Разработана методика формирования наноразмерных структур в тонких пленках фоторезиста методом СЗН, с  помощью которой в пленке фоторезиста ФП-383 толщиной 20 ± 2 нм получены окна с  диаметром от 380 ± 32 до 16 ± 3 нм. Полученные результаты могут быть использованы при  разработке технологических процессов формирования элементов микро- и  наноэлектроники, микро- и наносистемной техники с использованием зондовых  нанотехнологий. 

76-83 44
Аннотация

Исследована модификация электрода, полученного матричной печатью и содержащего глюкозооксидазу (ГО), одностенными углеродными нанотрубками (ОСУНТ) и  терморасширеным графитом (ТРГ). Модификация ОСУНТ вызывала эффект прямого  переноса электронов при окислении глюкозы. Оба наноматериала повышали коэффициент  чувствительности (КЧ) от значения 0.11 мА∙М–1 для электрода с ГО и ферроценом до 0.24  мА∙М–1 при модифкации ТРГ и до 0.62 мА∙М–1 при модификации ОСУНТ. Сравнение  характеристик полученных биосенсоров, содержащих ферроцен и наноматериалы с  безмедиаторным аналогом на основе ОСУНТ и ГО, показывает, что биосенсор обладает более высоким значением КЧ, составляющим 1.5 мА∙М–1. Повышение КЧ можно  объяснить появлением более эффективного переноса электронов от активных центров  фермента к электроду. Вольтамперометрические измерения показали, что перенос  электронов в безмедиаторном биосенсоре не осложнен химической реакцией и  осуществляется под диффузионным контролем. Практические испытания безмедиаторного  биосенсора позволяют говорить о его применимости для определения содержания глюкозы в различных средах, в том числе в средах бродильного производства.

84-89 46
Аннотация

В связи с антибактериальными, противогрибковыми, противовирусными и противовоспалительными свойствами серебро, а в последние годы также наносеребро (НС)  широко используется в различных сферах деятельности человека. Однако установлено, что  наноматериалы приобретают новые свойства, в том числе в отношении токсичности. Цель  исследования — изучить влияние НС и ионной формы серебра — сульфата серебра (СС) на  соматические клетки мышей in vivo. Использована модель, максимально приближенная к  условиям воздействия на человека, — при поступлении с питьевой водой. Исследовали  эффект частиц НС, покрытых аравийской камедью (диаметр 14 ± 0.3 нм), и СС в  концентрациях 0.1; 5; 50 и 500 мг/л при двухнедельном воздействии. Проведен цитомный анализ, включающий учет микроядер и других ядерных аномалий в клетках  костного мозга, легких, толстой кишки и мочевого пузыря. Эффект НС и СС в стандартном  микроядерном тесте на клетках костного мозга не выявлен. НС повышало цитогенетический  эффект в 1,9 раза по отношению к контролю в месте поступления — толстой кишке при  действии концентрации 50 мг/л; в легких доля клеток с микроядрами повышалась в 3 раза при действии НС 500 мг/л. В толстой кишке подтвержден эффект НС по снижению уровня  пролиферации in vivo, ранее установленный другими авторами in vitro. СС повышал долю  клеток с цитогенетическими повреждениями в толстой кишке (50 мг/л) в 1,9 раза, а в  мочевом пузыре (50 мг/л) — в 1.3 раза. Наблюдаемые эффекты необходимо учитывать при оценке риска этих соединений.



ISSN 1992-7223 (Print)