авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 16 | 17 || 19 | 20 |   ...   | 95 |

«XVIII МЕНДЕЛЕЕВСКИЙ СЪЕЗД ПО ОБЩЕЙ И ПРИКЛАДНОЙ ХИМИИ Москва, 23–28 сентября 2007 г. ТЕЗИСЫ ДОКЛАДОВ Москва – 2007 УДК ...»

-- [ Страница 18 ] --

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (№ 05-03-33090).

Литература 1. O.V. Kotova, S.V. Eliseeva, V.V. Lobodin, A.T. Lebedev, N.P. Kuzmina, J. Alloys and Comp. 2007, DOI:

10.1016/j.jallcom.2007.04.159.

2. О.В. Котова, С.В. Елисеева, А.А. Волосников, В.А. Олейников, Л.С. Лепнев, А.Г. Витухновский, Н.П. Кузь мина, Журн. Коорд. Химии 2006, 32, 937.

3. O.V. Kotova, S.V. Eliseeva, E.V. Perevedentseva, T.F. Limonova, R.A. Baigeldieva, A.G. Vitukhnovsky, N.P.

Kuzmina, Mend. Comm. 2004, 14, 155.

4. S. Eliseeva, O. Kotova, N. Kuzmina, O. Mirzov, K. Anikin, L. Lepnev, E. Perevedentseva, A. Vitukhnovsky, Synth.

Met. 2004, 141, 225.

5. С.В. Елисеева, О.В. Мирзов, Р.А. Иванов, Р.В. Ничипорук, С.А. Иванов, М. Вестлинг, Н.П. Кузьмина, Журн.

Неорг. Химии 2005, 50, 596.

ХVIII Менделеевский съезд по общей и прикладной химии, Москва, 2007 ФОРМИРОВАНИЕ ТВЕРДЫХ ДОМЕНОВ И САМООРГАНИЗАЦИЯ ЛИПИДОВ В ИСКУССТВЕННЫХ МЕМБРАНАХ Жавнерко Г.К., Агабеков В.Е.

Институт химии новых материалов Национальной академии наук Беларуси ул. Ф.Скорины 36, 220141 Минск, Беларусь Для понимания природных процессов, создания биосовместимых и мембранных поверхно стей необходимо исследование свойств и функций липидов на молекулярном уровне.

С целью установления строения и свойств искусственных мембран изучены закономерности их формирования и проведен поиск существования твердых доменов, образующихся за счет ассоциации молекул липидов и холестерина в смешанных монослоях. Для формирования мономолекулярных пленок на водной поверхности методом Ленгмюра-Блоджетт (ЛБ) ис пользованы 1,2-дипальмитоил-sn-глицеро-3-фосфатидилхолин (ДППС). Исследовано влия ние добавок сфингомуилина (СМ), холестерина (ХЛТ) и кверситин-3-о-пальмитата (КП) на свойства монослоев ДППС.

Мономолекулярные пленки переносили как на поверхность слюды, так и кремния с по мощью метода “горизонтального осаждения”,1 и, дополнительно, в случае формирования мультимолекулярных пленок, бислои У-типа выделяли на первый монослой ДППС традици онным вертикальным способом2. Для изучения морфологии и фазового состава пленок ЛБ использовали метод атомно-силовой микроскопии.

На поверхности слюды и кремния с природным оксидным слоем были сформированы вы сококачественные мономолекулярные пленки ДППС толщиной ~1.5 нм. При этом установ лено увеличение толщины монослоя под водой, что объясняется синхронным изменением ориентации молекул из наклоненной в вертикальную позицию относительно плоскости под ложки. Установлена высокая подвижность молекул ДППС в воде, которая ответственна за явление «самозалечивания» дефектов в структуре мультимолекулярной пленки, заключаю щееся в их заполнении молекулами ДППС.

Показано образование доменных структур в двух- и трикомпонентных смесях ДППС с липидами. В мономолекулярных многокомпонентных монослоях ЛБ на основе ДППС най дено образование гомогенных пленок, нитеобразных структур и существование твердых до менов в зависимости от соотношения добавок СМ, ХЛТ и КП. При этом, добавление КП к монослою ДППС приводит к четко выраженному разделению фаз в широком соотношении компонентов смеси. Напротив, образование малых доменов в монослоях трикомпонентных смесей ДППС:СМ:ХЛТ экспериментально подтверждено лишь при малых концентрациях холестерина (менее 10 молярных%). Условия образования структур, найденных в многоком понентных смесях изученных соединений, проанализированы с точки зрения процессов са моорганизации молекул липидов.

Литература 1. V.E. Agabekov, G.K. Zhavnerko, V.S. Staroverov, G. Bar, H.-J. Cantow, Acta Physica Polonica A 1998, 93, 383.

2. G.G. Roberts, Langmuir-Blodgett Films, Plenum Press, New York, 1990.

552 ХVIII Менделеевский съезд по общей и прикладной химии, Москва, СТРУКТУРНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ОБРАЗЦОВ АМОРФНОГО КРЕМНЕЗЕМА РАЗНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ Земнухова Л.А., Федорищева Г.А., Николенко Ю.М., Курявый В.Г.

Институт химии ДВО РАН, 690022 г. Владивосток, пр-т 100-лет Владивостоку, Кристаллические структуры кремнезема, исследованию которых посвящено много литерату ры, характеризуются необычным полиморфизмом. Сведения о строении некристаллических фаз кремнезема менее обширны и относятся в основном к описанию гидрогелей, опалов, по ристого или модифицированных кремнеземов. Термин «опал» используется обычно для опи сания довольно разнообразных аморфных и слабо раскристаллизованных минералов водного кремнезема, включая кремнезем в растениях. По структурным характеристикам опалы раз деляют на три группы: 1- опал-К, представляющий собой хорошо упорядоченный кристобалит с незначительным количеством тридимита;

2 – опал-КТ – разупорядоченный кристобалит и -тридимит и 3 – разупорядоченный аморфный опал.

Проведенные нами ранее исследования свойств аморфного кремнезема, выделенного из кремнефильных растений, показывают на существование зависимости между видом сырья (источником кремнезема), способом извлечения кремнезема из сырья и строением вещества, которое зачастую не соответствует описанным выше характеристикам опалов.

В данной работе изучены структурные особенности образцов аморфного диоксида крем ния минерального, техногенного и растительного (рис, гречиха, овес, хвощ, хвоя, ковыль) происхождения с использованием методов химического, рентгенофазового, ИК спектроскопического, термогравиметрического анализа, а также оптической микроскопии и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (РФЭС).

Содержание диоксида кремния в исследованных образцах колебалось в диапазоне от 67 до 99,99%, максимальное содержание воды достигало 15%. Прокаливание аморфного кремне зема в одинаковых условиях (1000°С, продолжительность 1 час) приводило к образованию разных кристаллических форм (тридимита, кристобалита, кварца, кахчолонга) или не изме няло аморфного состояния вещества в зависимости от примесных катионов и происхождения образца. Величина удельной поверхности при этом уменьшалась примерно от 300 до 8 м2/г.

Исследованы и обсуждены особенности ИК-спектров поглощения образцов аморфного кремнезема и их кристаллических форм в области 400-4000 см1.

Форма и размер частиц аморфного диоксида кремния разнообразны и также связаны с природой предшественника. Показано, что модификация кремнезема из рисовой шелухи ок сидом марганца приводит к образованию на поверхности носителя микроглобул, составлен ных из более мелких блоков, размер которых ниже 100 нм.

Методом РФЭС изучены особенности спектров образцов от сигнала Si2p-электронов. Ус тановлено, что в спектрах шелухи риса этот сигнал представлен двумя линиями разной ин тенсивности (Si1:Si2 = 1:3). Наличие малоинтенсивной компоненты спектра с низкой энерги ей связи, наблюдаемой до 350°С, можно отнести к атомам кремния, связанным с органиче скими фрагментами.

ХVIII Менделеевский съезд по общей и прикладной химии, Москва, 2007 ЭФФЕКТ ФОТОННОЙ ОБРАБОТКИ В СИНТЕЗЕ ТОНКИХ НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ПЛЕНОК И НАНОКРИСТАЛЛИЗАЦИИ АМОРФНЫХ СПЛАВОВ Иевлев В.М.а, Синельников А.А.а, Горожанкин Ю.В.б, Канныкин С.В.б, Кущев С.Б.б, Солдатенко С.А.б, Вавилова В.В.в, Ковнеристый Ю.К.в, Палий Н.А.в а Воронежский государственный университет, 394006, Воронеж, Университетская пл., б Воронежский государственный технический университет, 394026, Воронеж, Московский пр-т в ИМЕТ РАН, 119991, Москва, Ленинский пр-т, 1. Для активации процессов твердофазного синтеза пленок силицидов металлов (Ni, Pt, Pd, Ir, Ti, Mo, и твердые растворы Ni-Pt, Ni-Pd) на кремнии, карбидов W, Ta, Ti, и Si, оксидов (PbTiO3), полупроводников (CuInSe2);

процессов окисления (Ni, Sn) и карбиди зации (Si, Ti) в соответствующих газовых средах применена импульсная фотонная об работка излучением ксеноновых ламп (спектр 0,21,2 мкм);

длительность обработки – до 2 сек, энергия излучения, поступающего на образец – до 350 Джсм-2.1– 2. Основные особенности по сравнению с термической обработкой:

• ускорение контролируемых диффузией процессов и снижение пороговых темпера тур образования соответствующих фаз;

• высокая дисперсность субструктуры, объясняемая особенностью кинетики процесса фазообразования при большой скорости нагревания системы.

3. Показана эффективность быстрой фотонной обработки в нанокристаллизации аморф ных металлических сплавов: возможность повышения твердости с сохранением пла стичности сплавов систем Fe-P-Si-Mn-V4 и Fe-P-V5. Структурные изменения в процессе фотонной обработки сплава Fe79,3P18,2V2,5 в магнитном поле приводят к релаксации внутренних напряжений, увеличению подвижности доменных границ и повышению магнитомеханических свойств6.

4. На примере процесса собирательной рекристаллизации тонких пленок показано что до ля ”атермической” составляющей в энергии активации процесса может составлять бо лее 50%. Предложен механизм наблюдаемого эффекта8, базирующийся на том, что при облучении образцов излучением ксеноновых ламп наряду с фононным, происходит возбуждение элек тронной подсистемы, распадающейся с возбуждением колебаний лишь некоторых частот.

Ограниченному числу возбужденных колебательных мод соответствуют колебания атомов кристалла с амплитудами, значительно превышающими тепловые. Это равносильно испус канию из места локализации первоначального электронного возбуждения большого количе ства фононов, т.е. гиперзвука высокой интенсивности, способного произвести перестройку атомной структуры кристалла, с образованием большого количества точечных дефектов вакансий, междоузельных атомов, а также краудионов, имеющих невысокую энергию акти вации миграции.

Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ 06-03-96503 р_центр_офи Литература 1. В.М. Иевлев, С.Б. Кущев и др. Физ. и химия обработки материалов 1997, 4, 62.

2. В.М. Иевлев, Е.К. Белоногов и др. Неорг. матер. 2000, 36, №9, 1042.

3. В.М. Иевлев, О.В. Сербин и др. Вестн. ВГТУ 2002, 1.1, 87.

4. В.В. Вавилова, В.М. Иевлев и др. Неорг. матер. 2003, 39, №1, 82.

5. В.В. Вавилова, В.М. Иевлев, Ю.К. Ковнеристый и др. Неорг. матер. 2004, 40, №7, 1.

6. В.В. Браун, В.В. Вавилова, В.М. Иевлев и др. Неорг. матер. 2005, 41, №7, 823.

7. В.М. Иевлев, А.Н. Латышев и др. ДАН 2003, 4, 508.

В.М. Иевлев, А.Н. Латышев и др. Химия высоких энергий 2005, 39, №6, 455.

8.

554 ХVIII Менделеевский съезд по общей и прикладной химии, Москва, НОВЫЕ ПОДХОДЫ К ИССЛЕДОВАНИЮ ПОДВИЖНОСТИ КИСЛОРОДА И МЕХАНИЗМА ТВЕДОФАЗНЫХ РЕАКЦИЙ В ОКСИДНЫХ СИСТЕМАХ Кецко В.А., Ванецев А.С., Баранчиков А.Е., Иванов В.К., Олейников Н.Н.

Институт общей и неорганической химии им. Н.С.Курнакова РАН, Москва Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, химический факультет В работе рассматривается метод определения подвижности кислорода, основанный на расче те кажущейся энергии активации переноса кислорода в твердофазных многокомпонентных оксидах фиксированного катионного состава по мере изменения в них содержания кислоро да, определяемого из политермических данных ТГА, полученных при различных скоростях нагревания ( = dT/d = const). При таком методе получения кинетических параметров отпа дает необходимость предварительного выбора кинетической модели. Это позволяет избе жать ошибок, связанных с возможным некорректным начальным приближением. Метод по зволяет устанавливать взаимосвязь подвижности кислорода с уровнем кислородной несте хиометрии как в процессах окисления, так и диссоциации материалов.

Идея метода базируется на безаприорном подходе к обработке массива политермических данных, которая заключается в том, что на основании экспериментально получаемых кривых «масса вещества – температура» при различных скоростях политермического нагрева (охла ждения) определяются температуры, соответствующие достижению одинаковых значений степени превращения при различных скоростях нагревания (охлаждения) i = const. Одно временно с помощью аналитического или графического дифференцирования кривых строят ся зависимости “скорость изучаемого процесса – температура”. Затем для установленного набора температур на первом этапе ( = const) определяется соответствующий массив скоро стей процесса, что позволяет построить зависимости {ln[(d/d)] – 1/T} при фиксированных значениях степени превращения ( = соnst) и, как следствие, определить значения кажу щихся энергий активации процессов кислородного обмена между конденсированной фазой фиксированного по кислороду состава и газовой фазой.

Для установления лимитирующей стадии реакции взаимодействия в работе впервые пред ложен новый систематический подход к оценке механизма твердофазного взаимодействия в различных процессах, характеризующихся наличием начальных нестационарных стадий, по зволяющий выбирать для данной системы формально-кинетическое описание, опираясь на анализ экспериментальных данных в координатах "da/dt – f()".

Для этого первоначально из серии прямых [ln(d/d) = f(1/T)], полученных при расчете Еа, при Т = const определяются зависимости скорости реакции взаимодействия оксидов от степени превращения. Затем по лученные экспериментальные зависимости сопоставляются с аналогичными зависимостями, полученными на основе различных моделей, описывающих при формально-кинетическом анализе механизмы твердофазных взаимодействий, характеризующиеся различными лими тирующими стадиями процесса. Приводятся номограммы, построенные для моделей, лими тирующей стадией которых являются: реакция на границе раздела фаз и диффузия, характе ризующиеся постоянными и переменными параметрами, а также номограммы для моделей, лимитирующей стадией которой является образование и рост зародышей новой фазы.

ХVIII Менделеевский съезд по общей и прикладной химии, Москва, 2007 НАНОСТРУКТУРНЫЕ ТУГОПЛАВКИЕ ОКСИДЫ:

СИНТЕЗ, СТРУКТУРА, СВОЙСТВА Крутько Н.П., Ульянова Т.М., Титова Л.В., Паэмурд Е.С., Медиченко С.В.

Институт общей и неорганической химии Национальной академии наук Беларуси 9, ул. Сурганова, г. Минск, 220072, Беларусь, E-mail:ulya@igic.bas-net.by В последнее десятилетие наноматериаловедение получило широкое развитие. Нанопорошки и изделия из них используются в электронике и оптике (40%), защите окружающей среды (8%), энергетике и металлургии (3%), а также в медицине и косметике (7%).1 Методы получения нанокристаллических порошков разнообразны: химическое соосаждение из растворов солей, термическое разложение твердых и газообразных соединений, окисление металлических или восстановление оксидных порошков, механохимическая активация и другие. Однако все нанопорошки высоко активны, они легко агломерируют, а их хранение и использование требует специальных приемов. Поэтому представляется целесообразным по лучать наноструктурные материалы макроразмеров, состоящие из наноразмерных зерен и обладающие особыми свойствами.

Целью настоящей работы было изучить термохимические процессы формирования воло кон тугоплавких оксидов алюминия и циркония с добавками оксидов магния, титана и ит трия в зависимости от состава и температуры темообработки, исследовать структуру и свой ства наноструктурных волокнистых материалов.

Для получения волокон и порошков тугоплавких оксидов: Al2O3–MgO, Al2O3–Y2O3, Al2O3–ТiO2, ZrO2–Y2O3, ZrO2–Y2O3–Al2O3 использовали водные растворы хлористых или азотнокислых солей указанных металлов, а в качестве прекурсора – гидратцеллюлозные ни ти, которые тщательно очищали, пропитывали растворами солей металлов. Затем их сушили и термообрабатывали по специальному режиму в диапазоне температур 100-1600°С. Синте зированные оксидные волокна были мезопористыми, обладали удельной поверхностью бо лее 100-120 м2/г, пористостью 85-90%, размер зерен оксидов металлов составлял 4-10 нм.

Тонкодисперсные порошки получали механическим измельчением оксидных волокон, кото рые раскалывались вдоль и поперек, образуя иглоподобные дисперсии с высокой поверхно стной энергией. В процессе исследования использовали методы термического анализа, ИК спектроскопии, рентгеновские методы, электронной и атомно-силовой микроскопии, рентге носпектральный и рентгенофлюоресцентный анализ, метод БЭТ и другие.

Установлено, что в области температур 550-750°С образуются нанокристал-лические ок сиды, твердые растворы и химические соединения, которые в обычных условиях формиру ются при более высоких температурах. Показано, что изменения размеров зерен оксидов ме таллов коррелируют с кристаллической и микроструктурой, а также физико-химическими свойствами синтезированных волокнистых дисперсий тугоплавких оксидов. Введенные в керамическую или полимерную матрицу наноструктурные оксиды металлов изменяли струк туру композиционных материалов и повышали их технические характеристики.

Работа выполнена при финансовой поддержке ГКПНИ «Наноматериалы и нанотехнологии», проект 2.08.

Литература 1. В.В. Наседкин, Строительные Материалы 2006, 8, 8.

556 ХVIII Менделеевский съезд по общей и прикладной химии, Москва, НИЗКОРАЗМЕРНЫЕ СИСТЕМЫ ГЕТЕРОМЕТАЛЛИЧЕСКИХ СВЯЗЕЙ p-МЕТАЛЛ–d-МЕТАЛЛ: ОТ БЛОКОВ К СЛОЯМ Кузнецов А.Н., Поповкин Б.А.

Московский государственный университет им. М.В.Ломоносова, Химический факультет, 119992 Москва, ГСП-2, Ленинские горы 1- В рамках химии связей металл-металл в последнее время значительно возросло внимание к соединениям с гетерометаллическими связями, которые интересны как с фундаментальной точки зрения (химическая связь, электронное строение), так и с прикладной. Уникальные физические свойства (анизотропия проводимости, магнитное упорядочение, возможность возникновения пайерльсовских искажений, термоэлектрические свойства) позволяют ис пользовать их для создания новых перспективных материалов. Значительный интерес вызы вают низкоразмерные соединения, содержащие бесконечные системы связей p-металл – d-металл в форме квазидвумерных фрагментов и представляющие собой «молекулярные ге тероструктуры» с чередованием фрагментов, в чистом виде обладающих металлическими и полупроводниковыми свойствами.

Нами был осуществлен поиск новых соединений в ряде тройных систем типа M1-M2-Q (M1=Ni, Pd;

M2=Al, Ga, In, Sn;

Q=S, Se, Te). Исследовались составы с различным соотноше нием d- и p- металлов, обеспечивающим получение соединений с разным типом структур.

Основным методом поиска являлся высокотемпературный ампульный синтез (отжиг – 7- суток при 750оС, медленное охлаждение) с последующим анализом продуктов рентгенов скими методами (РФА, ЛРСА и РСтА).

В результате исследований были синтезированы и охарактеризованы новые соединения, относящиеся к двум различным семействам низкоразмерных фаз: 1) квазидвумерные блоч ные фазы;

2) квазидвумерные слоистые фазы. К первому типу относятся соединения Ni6 xAlQ2 (Q=S, Se), Ni6-xGaQ2 (Q=S, Se, Te), Ni9-xGa2Se2 и Pd7-xSnTe2, являющиеся структурными аналогами ранее открытых фаз Ni6-xSnS2 и Ni9-xSn2S2. Структуры всех таких фаз построены из чередующихся гетерометаллических блоков состава 2[Ni5M] или 2[Pd5M], которые име ют мотив интерметаллида Cu3Au (соединение Ni9-xGa2Se2 выделяется сдвоенным блоком то го же типа), и металл-халькогенидных блоков состава 2[Ni2-хQ2] (или 2[Pd2-хQ2]) со строе нием типа NaCl или Li2O. По данным неэмпирических квантовохимических расчетов полу ченные соединения должны быть металлическими проводниками и парамагнетиками Паули, а также проявлять заметную пространственную анизотропию проводимости.

Ко второму типу принадлежат соединения Ni3-xGaTe2, Ni3-xInTe2 и Ni2+хSnTe2. Структура таких фаз представляет собой слои гетерометаллических связей, составленные из фрагмен тов 2[Ni3M] (для соединения с оловом – 2[Ni2M]), ограниченные с двух сторон атомами Те, между слоями в ван-дер-ваальсовой щели присутствуют частично заселенные позиции ато мов Ni. Слоистый характер соединений также обуславливает значительную анизотропию их физических свойств.

Получение в одних и тех же системах низкоразмерных соединений с различным типом структуры и разным способом взаимодействия фрагментов открывает возможность целена правленно влиять (например, путем изменения соотношения M1:M2:Q) на проявляемые ими свойства.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (грант № 06-03-32789а) и Совета по грантам Прези дента Российской Федерации (грант МК-688.2006.3).

ХVIII Менделеевский съезд по общей и прикладной химии, Москва, 2007 КОНСТРУИРОВАНИЕ НАНОРАЗМЕРНЫХ ЗАЩИТНЫХ ПЛЕНОК НА ЖЕЛЕЗЕ ОРГАНИЧЕСКИМИ ИНГИБИТОРАМИ КОРРОЗИИ Кузнецов Ю.И.

Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина Российской академии наук 119991 Москва, Ленинский просп. Формирование ультратонких (наноразмерных) слоев на металлах, которые бы могли успеш но использоваться для борьбы с коррозией, давно находятся в центре внимания физико химиков.1,2 Эти слои образуются при адсорбции ингибиторов коррозии (ИК) или в реакции их с катионами растворяющегося металла. Ограничимся здесь рассмотрением возможностью конструирования защитных пленок, формируемых на железе при адсорбции некоторых ор ганических ИК из нейтрального боратного буферного раствора с рН 7,36. Кроме традицион ных коррозионно-электрохимических методов в этих исследованиях использовались: эллип сометрия, РФЭС и ИКС.

Рассматривается два случая действия ИК. В одном из них они адсорбируются на поверх ности железа свободной от оксидов при довольно отрицательном потенциале Е = – 0.65 В (н.в.э.). Исследования адсорбции различных ИК при таких условиях позволяют объяснить особенности адсорбционной («безоксидной») пассивации железа органическими ИК. Она была открыта нами еще в середине 1970-х на примере фенилантранилата натрия (ФАН) и по зволяет предотвратить не только коррозию железа, но и его окисление.2 Повышения ее эф фективности можно достигнуть, используя более гидрофобные замещенные ФАН, но осо бенно композиции на их основе. Так, адсорбция композиции на основе ФАН (ИФХАН 25) начинает происходить при концентрациях на 5 порядков меньших, чем самого ФАН. Она описывается изотермой Темкина со свободной энергией G0A = 51, 8 кДж•моль–1, в 3 раза большей G0A самого ФАН. Безоксидная пассивация открывает новые возможности для про тивокоррозионной защиты, например при хранении металлических изделий, в технологиче ских жидкостях и т.п.

В другом случае адсорбция ИК происходит на поверхности уже окисленного металла при Е 0.0 В. Установлено, что взаимное усиление защиты окисленного железа смесями органи ческих анионактивных ИК происходит благодаря способности одного из них инициировать адсорбцию другого, причем тем сильнее, чем выше степень заполнения поверхности () первым из них. Этот факт стимулировал проведение исследований по конструированию ад сорбционных пленок при последовательной адсорбции компонентов ИК. Они показали, что предварительная адсорбция фенилундеконата натрия (ФУН), эквивалентная монослойному, способна повысить G0A не только замещенных ФАН, но и некоторых других органиче ских ИК. Кроме того, если на электроде с такой «двуслойной» пленкой снова адсорбировать ФУН, то величина его G0A также возрастает. Приводятся примеры положительного влияния на эффективность защиты железа такого направленного изменения архитектуры защитных пленок органических ИК.

Работа выполнена при частичной финансовой поддержке РФФИ проект № 07-03-00-359-а и Программы От деления химии и науки о материалах РАН «Новые подходы к повышению коррозионной и радиохимической стойкости материалов и радиоэкологическая безопасность».

Литература 1. Ю.И. Кузнецов. Защита металлов, 2006, 42, № 1, 3.

2. Yu.I. Kuznetsov. Organic Inhibitors of Corrosion of Metals. 1996. Plenum Press. New York. 283 p.

558 ХVIII Менделеевский съезд по общей и прикладной химии, Москва, НАНОКОМПОЗИТЫ НА ОСНОВЕ ПОЛИМЕРНЫХ МАТРИЦ:

СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ, ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ Куличихин В.Г.

МГУ им. М.В.Ломоносова, ИНХС им. А.В.Топчиева РАН klch@ips.ac.ru Анализируется положение дел в области композиционных материалов, содержащих твердые наночастицы, распределенные в полимерных матрицах.

ЦЕЛЬ: создание новых конструкционных композитов, обладающих функциональными свойствами.

КЛЮЧЕВЫЕ ЗАДАЧИ:

• Модификация поверхности наночастиц с целью их дезагрегации и подготовки к со вмещению с полимерами;

• Выбор условий совмещения полимерных расплавов (растворов) с наночастицами Na монтмориллонита и алмаза детонационного синтеза;

• Разработка метода анализа степени дисперсности частиц в полимерных матрицах;

• Нахождение оптимальной степени наполнения;

• Визуализация процесса смешения, роль реологических факторов;

• Вязкоупругость жидких прекурсоров нанокомпозитов, выбор условий переработки;

• Механические, электрофизические, релаксационные, теплофизические, барьерные свойства нанокомпозитов;

• Нанокомпозиты на основе эластомерных матриц;

• Наноструктурированные эмульсии и микроэмульсии;

• Гетерофазные наноразмерные пленки;

• Нанокомпозиты в медицине.

Подходы к решению этих задач и экспериментальные результаты, накопленные в лабора тории реологии ИНХС РАН и кафедре коллоидной химии МГУ, рассматриваются с позиций определяющей роли межфазной поверхности, достигающей для нанокомпозитов колоссаль ной величины.

В качестве перспективы декларируется тезис о сочетании в таких нанокомпозитах конст рукционных и функциональных свойств.

ХVIII Менделеевский съезд по общей и прикладной химии, Москва, 2007 СТРУКТУРА, ФАЗОВЫЙ СОСТАВ И ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ НАНОСИСТЕМ НА ОСНОВЕ ДИОКСИДА ЦИРКНИЯ Кульков С.Н.

Институт физики прочности и материаловедения СО РАН Томск, 634021, пр.Академический 2/1. E-mail: kulkov@ms.tsc.ru Изучены нанокристаллические системы ZrO2-Y2O3 и ZrO2-Y2O3-Al2O3 синтезированные плазмохимическим методом. Обнаружено, что в ZrO2-Y2O3 формируется только нанострук тура в то время как в ZrO2-Y2O3-Al2O3 образуется как наноструктура, так и аморфная фаза.

В системе ZrO2-Y2O3 имеется смесь высокотемпературной тетрагональной и низкотемпера турной моноклинной фаз, а в ZrO2-Y2O3-Al2O3 образуется только тетрагональная и фаза Al2O3.

Изучено морфологическое строение ультрадисперсного порошка ZrO2, его изменение при механической активации, прессовании, отжиге. Показано, что в процессе мехактивации дан ная наносистема разделяется на две подсистемы с отличающимися на два порядка средним размером структурных элементов. При этом возрастает доля квазиаморфной (рентгеноа морфной) фазы. Это позволяет направленно изменять характеристики спеченных материа лов. Показано, что при прессовании в ней наблюдается три области с разными преобладаю щими механизмами уплотнения при прессовании (компактирования порошка): перемещение частиц, фазовый переход, разрушение.

Показано, что, изменяя скорость нагрева при спекании такой наносистемы, можно на правленно варьировать ее усадку на стадии изотермического спекания. При этом, чем выше температура спекания, тем медленнее происходит уплотнение на изотермической стадии.

Это позволяет получать материалы с разными значениями пористости, но высокими значе ниями прочности спеченного материала вследствие формирования стержневых (иногда пла стинчатых) структур, обладающих высокой прочностью каркаса вследствие высокой проч ности сформированной связи между наночастицами.

Изучена микроструктура, фазовый состав и механические свойства керамики после синте за в вакууме в широком температурном и временном интервале. Показано, что после синтеза в вакууме керамика имеет большую плотность и более высокие значения механических свойств по сравнению с синтезом в воздушной атмосфере. Не наблюдается самопроизволь ного тетрагонально-моноклинного превращения вплоть до размеров зерен 4.5m, а керамика имеет как высокую прочность (до 1200 MPa), так и высокую вязкость разрушения (до 15 MPam1/2). Это обусловлено формированием мультифазной структуры и комбинирован ным механизмом упрочнения.

Изучена поровая структура керамики и ее влияние на механическое поведение при изме нении пористости до 70%. Показано, что существует критическое значение пористости, при котором материал разделяется на две подсистемы, по-разному деформирующиеся при внеш нем нагружении. Показано, что в этом случае происходит микромеханическая потеря устой чивости стержневых структур сформированных при спекании с существенной упругой мак родеформацией. Обнаружена корреляция между размерами кристаллитов и пористостью, при этом значение пористости 20% соответствует первому порогу перколяции.

Работа выполнена при частичной финансовой поддержке грантов Российского фонда фундаментальных ис следований (проект № 05-01-98008-р_обь_а) и междисциплинарного интеграционного проекта СО РАН №29.

560 ХVIII Менделеевский съезд по общей и прикладной химии, Москва, ТЕОРИЯ И КЛАССИФИКАЦИЯ НАНОСТРУКТУР Кустов Е.Ф.а, Нефедов В.И.б а Московский Энергетический институт (ТУ), Москва 111250,Красноказарменная 14, Россия, б Институт общей и неорганической химии им. Курнакова Н.С. РАН, Москва 1119991, Ленинский пр. 31, Россия Создана система классификации наноструктур и выведено основное уравнение для опреде ления составов нанооболочек, распределения атомов по узлам и их координации. Теория на но-классификации исходит из первых принципов, не использует никаких предположений, основана на теории групп и является полной и законченной. Нано-классификация базируется на триаде: Точечная группа симметрии- состав нанооболочек- химическая структура оболоч ки. Основная формула составов NS=(2/2+3/3+m/m+n+2n)h/2, где 2, 3, m =0, 1- квантовые числа осей симметрии (2, 3, m) порядков, n, n=0, 1,2…- квантовые числа для атомов в плос костях симметрии и вне элементов симметрии оболочки, h- порядок группы симметрии.

Подробно разбирается нано-классификация по квантовым числам для оболочек пентаго нальной симметрии. Приводятся полные формулы нано-классификации для 32-х кристалло графических и 14-ти не кристаллографических групп. Введено понятие подоболочки, как со вокупность узлов оболочки с одинаковой координацией (вершины, середины ребер и гра ней). Формулы химических структур получаются из вариантов заполнения узлов подоболо чек атомами в соответствии с их координационным сродством. Для 2-х и 3-х координиро ванных подоболочек с формулой ВШ2NS СII 3NS (римские цифры показывают координацию атомов) система нано-классификации предсказывает следующие составы:

Ih : ВШ60zСII90z;

ВШ 20+60zСII 30+90z, ВШ 30+60zСII 45+90z, Оh: ВШ 24zСII 36z;

ВШ 8+24zСII 12+36z;

ВШ 12+24zСII 18+36z, z=1, 2, 3,….

Подобные структурные формулы получены для всех 32-х кристаллографических и 14-ти не кристаллографических групп. Получено правило сумм для координации узлов. Обнару жена периодичность распределения атомов по узлам оболочек. Обозначения UPAK дополня ется введением квантовых чисел распределения атомов по элементам симметрии оболочек с общей формулой: (SN-G)120 5,6, n /n, где =5nc53nc32nc2 для Ih фуллеренов и (SN-G)48 4,6, n /n, где =4nc43nc32nc2 для Оh фуллеренов. Система нано-классификации включает все извест ные, возможные и маловероятные структуры нанооболочек.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ, проект №05-03-32012, Программой Президиума РАН «Получение новых материалов» и Президентскими программами « Молодые Российские ученые» и «Ведущие научные школы».

Литература 1. Кустов Е.Ф., Нефедов В.И.//Доклады РАН.2006. 409. №2.202-206.

2. Кустов Е.Ф., Нефедов В.И.//Доклады РАН.2006.410. №2.211-216.

3. Кустов Е.Ф., Нефедов В.И.//ЖНХ.2006. 51. №8.1368-1383.

4. Кустов Е.Ф., Нефедов В.И.//ЖНХ.2006. 51. №11.1906-1915.

5. Кустов Е.Ф., Нефедов В.И. //Доклады РАН. 2007. 412. №5.1-5.

Кустов Е.Ф., Нефедов В.И. Доклады РАН. 2007.412. №4.

6.

ХVIII Менделеевский съезд по общей и прикладной химии, Москва, 2007 НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫЕ И ДИСПЕРСНО-УПРОЧНЕННЫЕ НАНОЧАСТИЦАМИ ЭЛЕКТРОДНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ПОКРЫТИЯ Левашов Е.А., Штанский Д.В., Замулаева Е.И., Погожев Ю.С., Курбаткина В.В.

Московский государственный институт стали и сплавов (технологический университет) Москва 119049, Ленинский проспект, Рассмотрены три группы электродных материалов: дисперсионно-твердеющие керамические материалы с эффектом дисперсного упрочнения карбидных зерен и металлической связки в результате концентрационного расслоения и протекания управляемых твердорастворных превращений в пересыщенных твердых растворах;

дисперсно-упрочненные наночастицами композиционные материалы на основе карбида, диборида титана с модифицированной структурой, полученные путем целенаправленного легирования нанопорошками (WC, W, NbC, Al2O3, ZrO2), выполняющими роль модификатора при структурообразовании через жидкую фазу и стопоров рекристаллизации;

наноструктурированные композиционные ма териалы WC-Co с размером зерна износостойкой фазы менее 70 нм. Обсуждаются механиз мы концентрационного расслоения твердых растворов и выделения нанодисперсных избы точных фаз (Ti, MeVI(x+y))C (Ti, MeVIx)C + MeVIyC и (Ti, MeV) (x+y)C (Ti, MeVx)C + y(MeV Ti).

Поверхностные слои, полученные в результате импульсного электроискрового модифи цирования при использовании указанных электродных материалов, имеют повышенные зна чения твердости, упругого восстановления и адгезионной прочности сцепления с подложкой, жаростойкости, а также пониженный коэффициент сухого трения. Использую критерий Па латника, проведены расчеты коэффициентов полярного массопереноса в дуге разряда для случаев микро- и наноструктурированных электродных материалов WC-Co.

По технологии магнетронного напыления получены многокомпонентные наноструктур ные пленки (МНП) толщиной 1-5 мкм в системе (Ti,Cr)-(Al,Si,Cr,Mo)-(C,B,N). Изучены фа зовый состав и размеры кристаллитов, механизм роста пленки, структура границ зерен, дис локации и дефекты. Исследованы топография поверхности и механизм деформации МНП.

Показана роль ориентационных соотношений. При этом по совокупности свойств (твердость, модуль упругости, упругое восстановление, стойкость к пластической деформации, коэффи циент трения, износостойкость, жаростойкость, адгезия к подложке) разработанные МНП превосходят известные аналоги.

В кооперации с РОНЦ РАМН, МНИОИ П.А. Герцена, ЦНИИ Стоматологии, ФГУ НИИ Трансплоонталогии и искусственных органов развивается новый подход к конструированию биосовместимых МНП, основанный на введении в состав покрытия на основе карбида, карбо нитрида или силицида титана дополнительных элементов, улучшающих механические, трибо логические и функциональные свойства: пониженный модуль упругости – 170-270 ГПа;

высо кая адгезия до 50 Н;

высокая степень упругого восстановления до 75%;

низкий коэффициент трения 0.12-0.22;

низкая скорость износа – 10-6-10-7 мм3/Нм;

высокая твердость – 35-40 ГПa;

высокое сопротивление пластической деформации H3/E2= 0.9 ГПa;

высокая долговечность;

отрицательный заряд поверхности при pH=7;

низкий уровень цитотоксичности;

отсутствие воспалительных реакций. Неорганические добавки CaO, ZrO2, Ca3(PO4)2 и ГАП (Ca10(PO4)6(OH)2 вводятся на этапе получения СВС- мишеней.

562 ХVIII Менделеевский съезд по общей и прикладной химии, Москва, ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНАЯ КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ НОВЫХ ОКСИДНЫХ МАТЕРИЛОВ: МОНОКРИСТАЛЛЫ, ПЛЕНКИ, НАНОСТРУКТУРЫ Леонюк Н.И.

MГУ им. М.В. Ломоносова, геологический факультет, кафедра кристаллографии и кристаллохимии, Москва 11992, ГСП-2, Россия В предлагаемом сообщении рассмотрены возможности целенаправленного синтеза новых функциональных кристаллических материалов и совершенствования методов выращивания высокоэффективных тугоплавких монокристаллов с треугольной, тетраэдрической и октаэд рической координацией анионобразователей – боратов, фосфатов, оксидов. Показан прогно стический потенциал кристаллохимической концепции оценки их кристаллизационной спо собности в системах сложного состава.

У боратов, силикатов, фосфатов формирование разнообразных по составу и конфигурации анионных мотивов проявляется в высокой вязкости расплавов, что в большинстве случаев серьезно препятствует выращиванию кристаллов. Для полифункциональных редкоземель ных (р.з.=RE) ортоборатов REM3(BO3)4 (M = Al, Ga, Sc) анализируется роль калий молибдатных расплавов-растворителей, способных разрыхлять борокислородные полимеры.

Формированию изолированных метаборатных колец B3O6 в процессе роста нелинейно оптических (НЛО) кристаллов -BaB2O4 (структурная формула – -Ва3[B3O6]2) способствует присутствие в расплаве одновалентных катионов средних размеров, в частности, натрия.

Кристаллизация же высокоэффективных НЛО полиборатов LiB3O5 и LiCsB6O10 связана с транспортом трехмерных полианионов BnOm. Использование в качестве "флюсов" молибда тов щелочных металлов также облегчает перестройку этих громоздких боро-кислородных полимеров из жидкой фазы в кристалл. Обсуждается возможный механизм влияния щелоч ных сульфатов на растворимость калий-титанил фосфата в расплаве K6P4O13 и других мине рализаторов при гидротермальном синтезе ZnO и сильных пъезоэлектриков AlPO4 и GaPO4 в условиях ретроградной растворимости последних. С этих же позиций комментируются осо бенности высокотемпературной нанокристаллизации ZnO и CdS в стеклообразующих много компонентных системах на основе боратов и фосфатов.

Разработаны прецизионные приемы выявления фазовых соотношений в четырех шестикомпонентных боратных, фосфатных, танталатных системах в пределах существова ния в них расплавов и стабильности твердых фаз с функциональными свойствами. Предла гаются рациональные методики исследования кинетики их высокотемпературной кристалли зации.

Приводятся новые данные по условиям выращивания монокристаллов и эпитаксиальных пленок р.з.-боратов с рекордными характеристиками – основы лазеров с диодной накачкой и планарных волноводов для фемтосекундных технологий интегральной оптики. Подчеркива ется уникальность приборов на базе этих материалов для работы со сверхбыстрыми релакса ционными процессами в химии и фотобиологии, при проведения исключительно тонких операций в офтальмологии и нейрохирургии, а также в волоконно-оптических системах свя зи, оптической локации и дальнометрии.

На разных этапах работа выполнялась при финансовой поддержке РФФИ, проекты 07-05-00680, 05-05 08021офи, 05-05-39003гфен, 04-05-39001гфен, 04-05-64709, 00-05-65350;

АФГИР, проект RUC2-2627-MO-04;

МНП МГУ, проект 2005-15.

ХVIII Менделеевский съезд по общей и прикладной химии, Москва, 2007 ОТ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ НА ПОВЕРХНОСТИ ТВЕРДЫХ ТЕЛ К НАНОТЕХНОЛОГИИ МОЛЕКУЛЯРНОГО НАСЛАИВАНИЯ Малыгин А.А.

Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет), Россия, 190013, г. Санкт-Петербург, Московский пр., д. 26, Развитие исследований в области химии твердых веществ привело к формированию в начале шестидесятых годов ХХ века нового научного направления – «Химия высокоорганизован ных веществ», которое в настоящее время активно развивается не только в стенах СПбГУ и СПбГТИ(ТУ), где оно формировалось, но и во многих учебных и академических организаци ях России и ряда других стран. На основе «остовной гипотезы», предложенной В.Б.Алесковским в 1952 г., в рамках указанного направления был разработан ряд методов синтеза твердых веществ и материалов – методов «химической сборки»1,2.

Наиболее существенным достижением было получение квазидвумерных наноструктур (нанослоев) на поверхности массивных и дисперсных матриц методом молекулярного на слаивания (МН), принципы которого были сформулированы в начале 60-х годов прошлого века в работах В.Б.Алесковского и С.И.Кольцова1,2. Исследование этих авторов и их учени ков в последующие годы позволили не только экспериментально обосновать, но и раскрыть широкий спектр синтетических возможностей этого первого прецизионного синтеза, что на шло отражение при создании материалов различного функционального назначения (сорбен тов, катализаторов, керамики, люминофоров, композиционных материалов, тонкопленочных структур для электроники и др.).2, Особое значение результаты данных исследований приобрели в 90-е годы ХХ века – пер вые годы ХХI века в связи с бурным развитием в мире работ по нанотехнологии и науки о наноматериалах. Именно методом МН в 60-70 годы ХХ века были созданы первые наност руктуры на кремнии2. Поэтому не удивительно, что в последние годы принципы метода МН легли в основу химической нанотехнологии и ее аппаратурного оформления3.

Достижения основателей метода МН и их учеников инициировали целый поток работ по его применению. Ярким примером могут служить работы финских ученых под руководством проф. Т. Сунтола.4, Сегодня не вызывают сомнений перспективы широкого практического применения хими ческой нанотехнологии молекулярного наслаивания не только в микроэлектронике, но и, в первую очередь, в наноэлектронике, а также в других областях твердофазного наноматериа ловедения.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проекты №№ 06-03-81010, 07-03-00330).

Литература 1. Кольцов С.И., Алесковский В.Б., ЖФХ, 1968, 42, 1210.

2. Алесковский В.Б., ЖПХ, 1974, 47, № 10, 2145.

3. A.A. Malygin., J. of Industrial Engineering Chemistry (The Korean Society of Industrial and Engineering Chemis try), 2006, 12, № 1. 1.

4. T. Suntola, M.J. Antson, Finland Patent № 51742 (1977).

5. R. Puurunen. Journal of Applied Physics, 2005, 97, 121301.

564 ХVIII Менделеевский съезд по общей и прикладной химии, Москва, НОВЫЕ НАНОСТРУКТУРНЫЕ УГЛЕРОДНЫЕ СОРБЕНТЫ ПРЕДНАЗНАЧЕННЫЕ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В ОБЛАСТИ БИОТЕХНОЛОГИЙ И МЕДИЦИНЫ Мансуров З.А., Гильманов М.К., Керимкулова А., Басыгараев Ж.М., Бийсенбаев М.А., Емуранов М.

а Институт Проблем Горения при КазНу им. аль-Фараби б Институт Молекулярной Биологии и Биохимии им. Айткожина На сегодняшний день на мировом рынке отсутствуют сорбенты, которые могли бы исполь зоваться для разделения биологически активных соединений. Существующие сорбенты очень дорогие – их стоимость колеблется от нескольких сотен до нескольких тысяч долларов и используются, в основном, для аналитических целей. Для их применения необходимы очень сложные и дорогостоящие системы, такие как HLPC и FLPC. Они крайне неудобны и легко подвержены воздействию микроорганизмов и грибков. Все это является серьезным сдерживающим фактором их широкого применения в фармацевтической и биотехнологиче ской областях. Поэтому, сейчас появилась крайняя необходимость в создании промышлен ных сорбентов нового поколения на основе нанотехнологических принципов.

По этой причине, Институт проблем горения разработал углеродно-кремневые наносор бент, обладающие очень полезными свойствами для промышленного разделения биомолекул по сравнению с существующими. Созданные сорбенты обладают очень хорошей емкостью и великолепными адсорбционными свойствами, которые позволяют разделять одновременно много веществ. Также они устойчивы в течение многих лет, очень твердые и не обладают неспецифической сорбцией – они не подвергаются воздействию микроорганизмов и грибков.

Эти наносорбенты очень удобны для стерилизации. По сравнению с существующими эти сорбенты намного дешевле.

Мы протестировали созданные наносорбенты для очистки фузикокцина с очень высокой фитогормональной активностью из пшеницы и на разделении белков. Эти тесты показали, что процедура очистки не занимает много времени и с выходом – примерно 95-97%.

В результате модификаций с детергентом сорбент приобрел гидрофильные свойства, в ре зультате чего он становиться подходящим для разделения белков.

Новые высоко-эффективные методы получения высоко-очищенных белков были разрабо таны при помощи хромотографии на наноструктурном углеродном сорбенте, который не имеет аналогов. Эти методы позволяют получать гомогенные белки плазмы крови для меди цинских целей с низкой себестоимостью, по сравнению с имеющимися на рынке препарата ми белка.

Таким образом, новые наносорбенты весьма перспективны для промышленного разделе ния гормонов, антибиотиков, биологически активных веществ и белков в различных облас тях биотехнологии и фармации.

ХVIII Менделеевский съезд по общей и прикладной химии, Москва, 2007 ПРОЗРАЧНЫЕ СТЕКЛОКРИСТАЛЛИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ СИСТЕМЫ LiF–Al2O3–B2O Матевосян А.Б., Князян Н.Б.

Институт общей и неорганической химии Национальной Академии Наук Республики Армения (ИОНХ НАН РА) РА 375051, г. Ереван, ул. Аргутяна, 11 пер., дом Стеклокристаллические материалы (СК) размером кристаллов 10–100нм, сочетающих высо кую прозрачность удовлетворительные механические и термические свойства являются не заменимыми для интегральной электроники.

Возникновение технологии СК материалов резко стимулировало исследования структур ных преобразований в стеклах происходящих в области температур, отвечающих высокой вязкости, процессов зародышеобразования и кристаллизации.

Возможность получения прозрачных стеклокристаллических материалов на основе ли тийсодержащих бор алюминатных стекол связано с их микроликвационной структурой, об разованием в микроструктуре стекла границ раздела фаз.

В данной работе исследовано поведение стекол системы LiF-Al2O3-B2O3 при термической обработке, фазовый состав продуктов кристаллизации, изменения дилатационных свойств и характерных температур стекол и стеклокристаллических материалов.

Стекла варили в платиновом тигле при температуре 1250–13500C с выдержкой 60 минут.

Стеклообразуюшие расплавы охлаждались при обычных скоростях закалки (~102 град с-1). Область метастабильной ликвации определялось по значениям температур образования опалесценции.

По спектрам ЯМР 11B и ИК определялось доля атомов бора в четверной координации в за висимости от молекулярного отношения Al2O3:LiF. Выявлено, что по сравнению с оксидны ми стеклами, во фторидных стеклах доля B(O,F)4 групп в стуктурной сетке имеет понижен ное значение.

Электронно-микроскопические исследования и форма области образования стекол пока зывают, что наибольшей смешиваемостью характеризуются составы где [Al2O3][LiF] 0,25. Образование слабовыраженного купола на кривой ликвидуса в области составов содержащих 15–35 LiF, свидетельствует об ограниченной взаимной растворимости фаз в подликвидусной температурной области. По видимому, комплексы Li[AlO4/2] высту пают как самостоятельные компоненты и степень их смешиваемости с боркислородными и фторидными группами Li[BO3/2O-], Li[BO4/2], Li[BO3/2F-], определяет склонность системы к ликвации и фазового разделения при образовании стекол. Асимметричность купола ликва ции свидетельствует о неодинаковой температурной зависимости взаимной растворимости компонентов. Растворимость LiF в алюмоборатной матрице постепенно возрастает до 5800C, при которой она достигает своего максимального значения.

Выявлено, что для возбуждения кристаллизации и получения дисперсной структуры стек локристаллического материала следует вводить в состав стекла не более 20% LiF, так как при более высоких концентрациях фторида процессы фазового разделения идут с излишне высокими скоростями и трудно поддаются управлению.

Обнаружено, что процесс ситаллизации протекает в двух стадиях: на первой стадии тер мической обработке происходит пересыщение фторидом лития фазы богатой алюминием, далее- кристаллизация литийсодержащих алюмоборатов. Образование в исходном стекле частиц новой, более стабильной фазы приводит к увеличению температуры стеклования стекловидной фазы на 180° и получению прозрачных ситаллов с ТКЛР (25–35) 10-7 К-1.

566 ХVIII Менделеевский съезд по общей и прикладной химии, Москва, НОВЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ СИНТЕЗА УГЛЕРОД-ФТОРУГЛЕРОДНЫХ ЭЛЕКТРОПРОВОДНЫХ НАНОКОМПОЗИТОВ И ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ИХ ОСНОВЕ ДЛЯ ХИМИЧЕСКОЙ ЭНЕРГЕТИКИ И ЭЛЕКТРОАНАЛИТИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ Митькин В.Н.аб, Галицкий А.А.а, Предеин А.Ю.а а Институт неорганической химии им. А.В Николаева СО РАН, 630090, Новосибирск, пр. Ак. Лаврентьева, 3, e-mail mit@che.nsk.su 0H б ОАО Новосибирский завод химконцентратов 630110, Новосибирск, ул. Б. Хмельницкого, 94, e-mail mit@nccp.ru 1H Целью НИР являлась разработка принципов и методов создания новых типов нанокомпозит ных материалов (НКМ) и функциональных материалов на основе неорганических углерод ных и фторуглеродных полимерных матриц для их применения в качестве резисторов, элек тродов литиевых химических источников тока, электроаналитических сенсоров и преобразо вателей ИК-излучения в электрические сигналы.

Основным методологическим принципом направленного синтеза НКМ с заданными свой ствами является осуществление межфазных химических связей наноблоков sp2– и sp3– углерода углеродных и фторуглеродных матриц на основе сверхстехиометрического фторуг лерода CF1.18-1.33 с наружными атомами поверхности наноблоков или частиц функционально го материала путем проведения межчастичного механохимического взаимодействия или межфазных реакций, сопровождающихся образованием летучего компонента (дегидратации и др.) и химической межфазной сшивки.

Разработаны методы синтеза и физико-химической диагностики полимерных неорганиче ских НКМ на основе мезофазного углерода, терморасширенного графита (ТРГ), фторугле родных наноразмерных материалов и функциональных композиционных материалов на их основе, обладающими термической и электрохимической чувствительностью и селективно стью к заданным параметрам среды, с программируемым сочетанием гидрофобности и гид рофильности, с высокой химической и термической стабильностью и заданными механиче скими свойствами (жесткостью или гибкостью).

Созданы новые функциональные нанокомпозиты – не имеющие аналогов углеродсодер жащие НКМ на основе углерод-фторуглеродных нанокомпозитных матриц типа УФУНКМ, а также НКМ для электроаналитических сенсоров на основе систем “ТРГ-Pt(Pd)”, высокоэф фективных катодов ФУКМ первичных литиевых химических источников тока (удельная ем кость до 680 мАч/г) и литий-ионных аккумуляторов “ТРГ – Si” (удельная емкость до 400 мАч/г). Разработки защищены патентами РФ и США.


Предложена и патентуется концепция нового типа электрического химического углерод содержащего контакта и токосъема. Разработаны и испытаны новые углеродсодержащие электродные НКМ – углеродсодержащие резистивные материалы с поверхностным углерод ным химическим контактом (токосъемом) с широким диапазоном регулируемых удельных сопротивлений 0.1-1012 Ом*см, для литиевых химических источников тока, на порядок пре восходящие по плотности тока разряда известные рыночные и патентные аналоги, а также новые нанокомпозитные материалы для термопарных сенсоров НТСП-ИК. Созданы новые типы углеродных нанопористых матриц для хранения гидридных фаз и нанокомпозицион ные углеродсодержащие термосенсорные материалы и термопары c коэффициентом термо ЭДС ~ 17 мкВ/оС при 20–100°С.

НИОКР поддержаны Госконтрактами Роснауки №№ 02.434.11.2001 от 14.04.2005 и 02.513.11.3112 от 07.05.2007.

ХVIII Менделеевский съезд по общей и прикладной химии, Москва, 2007 ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ -ФОРМ ГИДРОКСИДОВ В НАНОТЕХНОЛОГИИ ПЬЕЗОМАТЕРИАЛОВ Нестеров А.А.

Россия, Ростов-на-Дону, Южный Федеральный Университет Активные прекурсоры иногда используются в технологии функциональных материалов на этапе синтеза фаз заданного состава и строения. В керамической промышленности зачастую под понятием «активный прекурсор» понимают бинарные (чаще всего оксидные) фазы, ха рактеризующиеся высокой концентрацией неравновесных дефектов, при взаимодействии ко торых в системах с высокой скоростью формируются высокодефектные продукты реакции, непригодные для получения качественных конечных изделий. В связи с этим, для уменьше ния дефектности эти фазы необходимо отжигать с использованием атмосферы заданного со става, что в целом ряде случаев ведет к ассоциации дефектов, образованию промежуточных метастабильных фаз или формированию сверхструктуры, т.е. отжиг устраняя одни пробле мы, провоцирует возникновение новых.

Разработанный нами метод синтеза фаз кислородно-октаэдрического типа в значительной степени устраняет указанные недостатки, снижает температуру и время синтеза, позволяет контролировать состав конечных продуктов как по катионной, так и по анионной подрешет кам. Метод основан на химическом и механохимическом взаимодействии между -формами гидроксидов d- и p- элементов (осажденных из нитратных растворов соединений этих эле ментов при 275-280°С раствором NH3, при оптимальной для каждого гидроксида молярной концентрации исходных растворов и рН осаждения) с оксидами, солями, гидроксидами раз личных элементов при с.у. В процессе взаимодействия в системе на начальном этапе форми руется аморфная фаза, разложение которой при 350-500°С приводит к образованию конечно го продукта реакции в виде ультрадисперсного порошка. Технология позволяет целенаправ ленно варьировать размеры конечных кристаллических частиц в пределах от 10-15нм до 600 700нм, характеризующихся различной степенью дефектности. С помощью указанной техно логии можно решать две основные задачи, стоящие перед материаловедением пьезокерами ческих материалов, – а) варьирование в широких пределах строения сегнетофаз без измене ния их качественного и количественного состава (за счет размерного эффекта и изменения их дефектности вплоть до управления ассоциацией дефектов и формированием сверхффст руктур), б) целенаправленное формирование макроструктуры керамики (размер, геометрия зерен, толщина и суммарная площадь межзеренных границ, размер, форма, объемная доля пор и их распределение в образцах и т.д.) Кроме этого, переход к описанному методу позволяет сохранять заданную степень окис ления катионов в процессе синтеза и спекания образцов, что, в частности, позволило значи тельно повысить точку Кюри материалов типа ЦТС за счет частичной замены PbZrO3 на BiFeO3 и PbMnO3, получать фазы MexLn1-xMnO3±y (Me=Ca, Sr, Ba;

Ln=Y, La, Nd) с фиксиро ванным значением “y”, выявить влияние дефектности этих фаз на их электрические и маг нитные свойства и т.д. Исходная аморфная фаза также служит прекурсором для изготовле ния пористой керамики без добавления в систему порообразователя и для послойного фор мирования пленок (например, методом шелкографии).

568 ХVIII Менделеевский съезд по общей и прикладной химии, Москва, СВЕРХПРЕДЕЛЬНЫЙ ТОК ЧЕРЕЗ ИОНООБМЕННЫЕ МЕМБРАНЫ:

МЕХАНИЗМ, РОЛЬ СОСТАВА И СТРУКТУРЫ ПОВЕРХНОСТИ Никоненко В.В.а, Письменская Н.Д.а, Белова Е.И.а, Пурселли Ж.б, Ларше К.в а Кубанский государственный университет, ул.Ставропольская 149, 350040, Краснодар, Россия б Европейский Институт Мембран, CC 047, Place E. Bataillon, 34095 Montpellier cdex 5, Франция в Университет Париж 12, av. du Gnral de Gaulle, 94010 Crteil Cedex, Франция Микродизайн поверхности ионообменных мембран представляется перспективным путем, который может привести к появлению новых недорогих мембран с улучшенными свойства ми, способными эффективно решать задачи глубокого обессоливания и концентрирования растворов электролитов, а также регулирования их рН, в том числе, в условиях интенсивных токовых режимов и повышенной температуры. В данной работе представлены результаты комплексных исследований некоторых коммерческих гомогенных и гетерогенных ионооб менных мембран, а также мембран, полученных путем модификации их микронного поверх ностного слоя. Основное внимание уделено изучению сверхпредельного переноса ионов.

Показано, что в разбавленных растворах основным механизмом сверхпредельного при роста массопереноса через ионообменные мембраны является электроконвекция. При допре дельных токах электроконвекция протекает по механизму электроосмоса первого рода, а при сверхпредельных токах как электроосмос второго рода. Электроконвекция усиливается при увеличении стоксовского радиуса противоионов, формирующих пространственный за ряд, а также при наличии на поверхности мембран электрической и/или геометрической не однородности, например, при профилировании поверхности.

Установлено, что электрохимическое поведение мембран при интенсивных токовых ре жимах определяется структурой и гидрофобностью их поверхности, а также каталитической активностью поверхностных ионогенных групп по отношению к реакции диссоциации во ды при условии, что объем мембраны обеспечивает достаточную селективность переноса противоионов. Нанесение на поверхность гетерогенных мембран тонкой гомогенной прово дящей пленки с теми же фиксированными группами, что и в объеме мембраны, делает их электрохимические характеристики (скачок потенциала при заданном токе, величина пере ходного времени на хронопотенциограммах, предельная плотность тока, величина потоков генерируемых H+, OH– ионов) сходными с характеристиками гомогенных мембран.

Обработка анионообменных мембран некоторыми полиэлектролитными комплексами по зволяет снизить каталитическую активность фиксированных групп в приповерхностном слое. Ослабление генерации ионов H+ и OH на поверхности мембран приводит к усилению электроконвекции раствора в прилегающем к мембране обедненном диффузионном слое.

Показана принципиальная возможность интенсификации сверхпредельного массоперено са через ионообменные мембраны путем формирования поверхностного слоя с заданными свойствами.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ, грант 07-08-00533-а и Федеральной целевой про граммы РФ на 2007-2012 гг. контракты №02.513.11.3037 и №02.513.11.3163.

ХVIII Менделеевский съезд по общей и прикладной химии, Москва, 2007 НАНОХИМИЯ СМАЗОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ Паренаго О.П., Кузьмина Г.Н., Бакунин В.Н., Терехин Д.В.

Институт нефтехимического синтеза им. А.В.Топчиева РАН, Россия, Москва 119991, Ленинский проспект, В докладе обсуждается роль наноразмерных структур в химии жидких углеводородных сред (нефть и нефтепродукты, растворы высокомолекулярных соединений, поверхностно активные вещества). С этих же позиций рассмотрены проблемы синтеза и функционирова ния углеводородных смазочных материалов и некоторых видов добавок (присадок) к ним.

Понятие наноразмерной структуры для минеральных углеводородных масел и присадок используется в двух аспектах. С одной стороны, эти продукты, представляющие собой наф теновые и алифатические углеводороды, являются малополярными органическими соедине ниями. Однако, в процессе их окисления или при введении в них присадок с ярко выражен ными полярными свойствами весьма вероятно изменение фазового состояния системы, ее структурирование c образованием мицеллярных агрегатов. Этот процесс появления гетеро фазности в углеводородном масле должен самым существенным образом влиять на поведе ние масла и на его функциональные свойства.

Методом солюбилизации водорастворимых красителей показано, что при высокотемпера турном окислении углеводородов в системе происходит формирование обращенных мицел лярных агрегатов, влияющих на механизм окисления и определяющих поведение системы в целом. Изменение фазового состояние системы, возникновение в ней микрогетерофазности, сделало возможным осуществление направленного конструирования новых и эффективных ингибиторов окисления (концепция мицеллярного ингибирования).

Другой аспект наноразмерных структур связан с неорганической природой некоторых ти пов присадок к смазочным маслам, например, детергентно-дисперигрующих (моющих) при садок или модификаторов трения. Будучи неорганическими соединениями (оксидами, суль фидами и т.п.) эти присадки, тем не менее, хорошо растворимы в углеводородных маслах, при этом их солюбилизация достигается обработкой их поверхности ПАВ с образованием частиц наноразмерного диапазона.


Предложены и реализованы различные способы синтеза и стабилизации в минеральных маслах эффективных модификаторов трения на основе наночастиц трисульфида молибдена.

Методами атомно-силовой микроскопии и малоуглового рентгеновского рассеяния установ лено, что средний размер синтезированных наночастиц находится в пределах 3,0-10,0 нм.

Трибологическими исследованиями показана высокая антифрикционная активность полу ченных наночастиц, которая хорошо сочетается с противоизносными и антиокислительными свойствами.

Таким образом, представления и методы нанохимии, впервые предложенные и развитые в химии смазочных материалов, являются весьма плодотворными в синтезе новых типов при садок, в установлении механизма их действия, а в перспективе и в технологии их промыш ленного производства.

570 ХVIII Менделеевский съезд по общей и прикладной химии, Москва, СИНТЕЗ НАНОРАЗМЕРНЫХ ПОРОШКОВ Ce0.8Sm0.2O2, LiNiO2, NiCO2O И ФОРМИРОВАНИЕ НА ИХ ОСНОВЕ МАТЕРИАЛОВ ЭЛЕКТРОЛИТА, КАТОДОВ-КАТАЛИЗАТОРОВ И АНОДА ТОПЛИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ Петров А.Н., Цветков Д.С., Вылков А.И., Зуев А.Ю., Остроушко А.А.

Уральский государственный университет им. А.М.Горького, Екатеринбург, Россия Alexander.Petrov@usu.ru Целью работы являлась разработка синтеза оксидных порошков методом пиролиза полимер но-солевых композиций. В качестве водорастворимых неионогенных полимеров использова ли поливинилпирролидон и поливиниловый спирт, а в качестве солей металлов – нитраты.

Синтез порошков (Ce0.8Sm0.2O2, LiNiO2, Ni- Ce0.8Sm0.2O2, NiCo2O4) проводили путем рас пыления полимерно-солевых растворов в нагретую часть печи. Гранулометрический состав определяли методом лазерной дифракции на приборе SALD-2201 (Shimadzu), поверхность – методом БЭТ с помощью сорбтометра TriStar-3000, морфологию – c помощью электронного микроскопа Tesla BC-301. Частицы имели сложную морфологию с развитой поверхностью.

Удельная поверхность образцов составила 56 м2/г (для Ce0.8Sm0.2O2) и 59,9 м2/г (для NiCo2O4). Распределение по фракциям практически монодисперсное, диаметр частиц основ ной фракции колеблется в интервале D = 11±7 мкм.

Путем спрей-пиролиза полимерно солевого раствора в ультразвуковом поле удается уменьшить размер синтезируемых частиц практически на порядок. Так, для Ce0.8Sm0.2O2 размер основной фракции лежит в пределах 0.2D, мкм1.0. Синтез завершал ся формированием индивидуальных фаз за 1– 2 минуты при температурах для Ce0.8Sm0.2O 600–650°С, для NiCo2O4 350–400°С. В то же время, для получения однофазных продуктов традиционным твердофазным синтезом из соответствующих простых оксидов необхо Рис. 1. Вольт-амперные характеристики дима температура не ниже 1000°С и десятки среднетемпературного топливного элемента часов отжига. Таким образом, преимущества используемого в работе метода очевидны. Синтезированные нанодисперсные порошки яви лись основой для получения газоплотных слоев «катод LiNiO2 – электролит Ce0.8Sm0.2O2+NaOH – анод Ni- Ce0.8Sm0.2O2» среднетемпературного топливного элемента.

Анод-несущий единичный элемент после термообработки представлял собой механически прочную композиционную керамическую пластину толщиной 0,5 мм. В качестве окислителя использовали воздух, а в качестве восстановителя – водород. Максимальная мощность топ ливного элемента составила 105 мВт/см2 при температуре 800°С, напряжение разомкнутой цепи – 0,85 В.

Работа выполнена при финансовой поддержке грантов РФФИ 06-08-08120-офи, РФФИ 07-03-00076, РФФИ 07-03- ХVIII Менделеевский съезд по общей и прикладной химии, Москва, 2007 ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ФОТОКАТАЛИТИЧЕСКОГО ОКИСЛЕНИЯ ГИДРОХИНОНА НА ОКСИДЕ ТИТАНА(IV) Поляков Е.В., Булдакова Л.Ю., Красильников В.Н., Янченко М.Ю., Штин А.П., Швейкин Г.П.

Институт химии твердого тела УрО РАН, г.Екатеринбург, ул.Первомайская, Для очистки природных и сточных вод применяют фотокаталитическую обработку.

В качестве фотокатализатора применяют TiO2, активность которого проявляется только с применением света с длиной волны 380 нм (УФ-облучение). При этом эффективность про цесса каталитического окисления обусловлена характеристиками катализатора (способом синтеза, кристаллической структурой, площадью поверхности и т.д.). Синтез TiO2 в виде на норазмерных протяженных (квазиодномерных) объектов (вискерсов, волокон, трубок и др.), дает новые возможности для управления каталитическими свойствами диоксида титана.

Наиболее перспективный из известных способов приготовления TiO2 в форме протяженных вискерсов основан на термолизе гликолята титана Ti(OCH2CH2O)2. В данной работе в каче стве фотокатализаторов нами были использованы нанооксиды титана из Ti(OCH2CH2O)2 и продуктов его частичного замещения V(IV) и Cr(III), а также коммерческий диоксид титана, термообработанный при 430°С и нанокомпозиты на его основе, приготовленные химическим осаждением TiO2 на поверхность углеродной сажи (TiO2||C). Материалы получены по новой методике, основанной на взаимодействии этиленгликоля с гидратированным диоксидом ти тана при нагревании в обычных условиях, что приводит к формированию нановискерсов.

Эффективность фотокатализатора оценивали по скорости разложения эталонного органи ческого соединения (гидрохинона, ГХ) в сопоставимых условиях. (ГХ), содержание которого контролировали методом вольтамперометрии со стеклоуглеродным индикаторным электро дом. ГХ был выбран нами по следующим причинам: 1) в состав ГХ входят хиноидные и гид роксильные группировки, которые часто являются составными частями органических ком понентов природных вод;

2) система гидрохинон – хинон проявляет электрохимическую ак тивность в широком интервале рН;

3) ГХ в водных растворах дает хорошо выраженную об ратимую волну окисления/восстановления, высота которой пропорциональна концентрации ГХ в широком интервале концентраций последнего;

4) ГХ является устойчивым соединени ем, окисление которого может гарантировать полноту разрушения менее устойчивых ве ществ.

Найдены оптимальные условия проведения фотокаталитического окисления ГХ (состав раствора, рН, время УФ-облучения, количество катализатора). Кинетические зависимости изменения концентрации ГХ в процессе фотоокисления отвечают формализму обратимой реакции 1-го порядка по ГХ, для всех катализаторов. Обсуждается изменение каталитиче ской активности TiO2: полученных из гликолята при 350–510°C, допированных ионами М (из Ti1–хМx(OCH2CH2O)2, М = V, Cr) и нанокомпозитов состава TiO2||xC. Отмечена химиче ская неоднородность сорбционных центров оксигидратов титана. Установлен ряд относи тельной фотокаталитической активности TiO2 (показаны исходные материалы):

TiO2(TiO2||xC) Ti1–хVх(OCH2CH2O)2 Ti1–хCrх(OCH2CH2O)2 Ti(OCH2CH2O)2 TiO2.

Работа выполняется в рамках госконтракта №02.513.11.3118, проекта Научные школы НШ-83080.2006. 572 ХVIII Менделеевский съезд по общей и прикладной химии, Москва, МЕТАЛЛОПОЛИМЕРНЫЕ НАНОКОМПОЗИТЫ:

СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ Помогайло А.Д.

Институт проблем химической физики Российской академии наук, г. Черноголовка Московской области, просп. акад.Семенова, 1;

E-mail: adpomog@icp.ac.ru 2H Анализируются основные пути получения металлополимерных нанокомпозитов: «снизу вверх» или «сверху вниз». Первый из них, получивший широкое развитие, заключается в сборке наночастиц из отдельных атомов (или ионов с последующим их восстановлением) в присутствии полимерной матрицы либо ее прекурсора.1 В свою очередь, формирование на нокомпозитов по этому пути может осуществляться также по двум принципиально разли чающимся способам – «мокрым» или «сухим». «Мокрый» способ характеризуется тем, что хотя бы на одном из многостадийных этапов этого процесса используется растворитель, то гда как отличительной чертой «сухого» способа является полное исключение из него раство рителя. По разным причинам, в том числе и экологического характера, предпочтение отдает ся «сухим» методам получения металлополимерных нанокомпозитов. Однако набор таких методов весьма ограничен, а доведенных до методического уровня и вовсе нет. Весьма пер спективным представляется синтез металлополимерных нанокомпозитов путем самооргани зованного твердофазного термического превращения мономерных или макромолекулярных металлосодержащих комплексов, когда в одном процессе наряду с образованием металлосо держащих наночастиц одновременно происходит их стабилизация матрицей2. При всей сложности и многостадийности физико-химических процессов, сопровождающих формиро вание металлосодержащих наночастиц в полимерной матрице при термолизе в конденсиро ванном состоянии, могут быть выделены и идентифицированы три основные макроскопиче ские стадии преврашения, описываемые следующей упрощенной схемой3: термический рас пад металлосодержащего фрагмента, кластерообразование и рост наночастиц, превращение деметаллизированного лиганда в стабилизирующую наночастицу оболочку. Для этого могут быть использованы все три метода получения металлосодержащих полимеров: синтезы ме тодом полимераналогичных превращений (I), поликонденсация соответствующих металло содержащих прекурсоров (для получения полимеров, содержащих металлы в основной це пи), полимеризация металлосодержащих мономеров. Представляют интерес методы механо химической полимеризации металлосодержащих мономеров, механохимические превраще ния наночастиц в присутствии полимерной матрицы. В докладе анализируется специфика каждого из перечисленных подходов, а также структура формирующихся нанокомпозитов.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проекты № 07-03-00113;

№ 07-03-91582), INTAS (№ 7834), а также программами ОХНМ-3 и ОХНМ-9.

Литература 1. A.D. Pomogailo, V.N. Kestelman, Metallopolymer Nanocomposites, Springer, Berlin – Heidelberg-New York, 2005.

2. А.Д. Помогайло, Г.И. Джардималиева, Высокомолекул. соедин. Серия А 2004, 46, 437.

3. A.D. Pomogailo, A.S. Rozenberg, G.I. Dzhardimalieva, In book: Metal-Polymer Nanocomposites, L. Nicolais, G.

Carotenuto (Eds.), Wiley-Interscience, Hoboken, New Jersey, ХVIII Менделеевский съезд по общей и прикладной химии, Москва, 2007 СОВРЕМЕННЫЕ ТЕНДЕНЦИИ В РАЗРАБОТКЕ НОВЫХ ОРГАНИЧЕСКИХ И ГИБРИДНЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ НАНОФОТОНИКИ Разумов В.Ф.

Институт проблем химической физики РАН (ИПХФ РАН) 142432, Московская обл., г. Черноголовка, пр-т акад. Н.Н. Семенова, Органические нанофотонные устройства представляют стремительно развивающуюся об ласть исследований и разработок и уже представлены на рынке. Быстрое развитие органиче ских электролюминесцентных материалов привело к появлению многочисленных устройств, включая тонкоплёночные дисплеи, светоизлучающие панели белого цвета и органические светоизлучающие диоды (ОСИД), покрывающие область спектра от ультрафиолетового диа пазона до инфракрасного.

Прогресс в области органических фотовольтаических материалов привёл к созданию но вых гибких органических солнечных элементов (ОСЭ) и хотя они ещё не появились на рын ке, ожидается, что в ближайшем будущем получение электроэнергии на их основе станет экономически выгодным. Благодаря своей гибкости ОСЭ найдут применение в тех областях, которые в настоящее время «недоступны» для полупроводниковых элементов. Для ОСЭ уже достигнута эффективность преобразования энергии на уровне 5%. Несколько крупных ком паний усиленно работают над улучшением характеристик ОСЭ. Считается, что прорыв в этой области может быть достигнут благодаря использованию новых органических полупро водниковых материалов.

Особенно интригующей является возможность совмещения в одном и том же материале электролюминесцентного и фотовольтаического эффектов, т.е. возможность использования одного и того же устройства, как в качестве ОСЭ, так и ОСИД. Некоторые примеры таких обратимых устройств были недавно продемонстрированы.

Новые материалы позволят реализовать многофункциональные приборы, совмещающие в себе одновременно два (ОСИД и ОСЭ, ОСЭ и фотодетектор, ОСИД и фотодетектор и т.п.) или даже три устройства (ОСЭ, фотодетектор и ОСИД). Такая интеграция различных фотон ных материалов даёт возможность создания принципиально новых малогабаритных оптосен сорных устройств, позволяющих осуществлять неинвазивную диагностику состояния чело века и окружающей среды.

Интенсивные исследования проводятся в области создания органических полевых транзи сторов (ОПТ). Некоторые примеры таких интегральных схем на основе ОПТ уже были про демонстрированы. Различные комбинации ОПТ, ОСИД, ОСЭ, и др. открывает новые гори зонты для их применений в повседневной жизни. Чрезвычайно интересной представляется возможность производства всех этих устройств путём применения жидкофазных печатных технологий, что позволит существенно снизить стоимость этих материалов. Ожидается, что объём мирового рынка достигнет 30 млрд. долл. к 2015 г. и 250 млрд. долл. к 2030 г.

574 ХVIII Менделеевский съезд по общей и прикладной химии, Москва, МЕТОДОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ НАНОСТРУКТУРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ И ПОКРЫТИЙ НА АЛЮМИНИИ И ЕГО СПЛАВАХ С ВЫСОКИМИ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫМИ ПОКАЗАТЕЛЯМИ И МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНОСТЬЮ Решетов В.А.а, Ромадёнкина С.Б.а, Николайчук А.Н.а, Фролова О.В.а, Древко С.В.а, Турунов Д.Л.а, Олифиренко В.Н.б, Палагин А.И.б а Саратовский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского, 410012, г. Саратов, ул. Астраханская, 83, корп. 1, б ЗАО «Ламинированное стекло», 410064 г. Саратов, ул. Ак. Антонова, Разработка новых способов нанохимического синтеза многофункциональных композицион ных материалов и покрытий представляют актуальную задачу современного материаловеде ния. Эффективность способов зависит от уровня развития теоретических представлений в области термодинамики, материаловедения, электрохимии, химии поверхности и технологии их производства.

Цель исследования – разработка методологии (системы принципов, критериев, способов, методик, технологических схем) получения наноструктурных композиционных материалов и фазовых покрытий на алюминии и его сплавах, обладающих предельно высоким комплексом свойств и многофункциональностью.

Основные положения разработанной физико-химической методологии:

• характеристической функцией процесса получения композитов является величина убы ли удельной энтальпии их образования (– = Qp, кДж/г);

чем больше убыль энталь пии при образовании композита и покрытия (тепловой эффект экзотермической реак ции), тем лучше эксплуатационные свойства;

• градиенты температуры (Тmax – Ткомн) и давления (рmax – рнорм) должны быть макси мальными;

самые лучшие покрытия формируются из плазменного и газообразного со стояний компонентов, входящих в состав композитов;

• прогнозирование и вывод эксплуатационных свойств на предельно высокий уровень и многофункциональность осуществляется по плотности и удельной теплоемкости судр;

которые при попадании в оптимальный интервал значений =3,1–4,2г/см3 и судр = 0,4 0,9 Дж/гК, то эксплуатационные свойства достигают максимума (экстремума) в преде лах родственных классов твердых материалов;

• поверхностное натяжение жидкой матрицы должно быть значительно выше поверхно стного натяжения наночастиц наполнителя;

• удельная энтальпия образования матрицы из элементов должна быть большей или рав ной взятой с обратным знаком удельной энтальпии образования наполнителя;

это по зволяет правильно подобрать наполнитель к матрице по справочным данным;

• продолжительность нанохимического синтеза должна быть минимальной для обеспе чения максимального глобального производства энтропии и формирования высокока чественных покрытий.

Результатом работы явилось создание новых видов наноструктурных композитов (покры тий) с оптимальными величинами Qp,, судр: Ti/Al2O3;

Ti/Al2O3,TiC;

Al/Al2O3,AlN;

Al(Mg)/Al2O3(MgO);

Al(Si,Mg)/Al2O3(SiO2,MgO) и др., которые могут найти применение в авиакосмической промышленности, производстве алюминиевых строительных конструкций и стеклопакетов.

Работа выполнена в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007–2012 годы» (госконтракт № 02.513.11.3102).

ХVIII Менделеевский съезд по общей и прикладной химии, Москва, 2007 ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПРОЦЕССА ФОРМИРОВАНИЯ НЕОРГАНИЧЕСКИХ НАНОЧАСТИЦ, СОПРОВОЖДАЮЩЕГОСЯ АДСОРБЦИЕЙ ПОЛИМЕРА Розенберг Б.А., Сурков Н.Ф.

Институт проблем химической физики Российской академии наук проспект акад. Семенова 1, Черноголовка Московской области, 142432, Россия Создание неорганических наночастиц с заданной формой, размерами, узким распределением частиц по размерам и заданным периодическим распределением образующихся наночастиц в пространстве является ключевой проблемой нанотехнологий. Синтез наночастиц с подобны ми характеристиками позволяет успешно решать многочисленные технические и биомеди цинские задачи.

Неорганические наночастицы с контролируемой формой, размерами и функциональными свойствами могут быть приготовлены в жидкофазных процессах с использованием добавок полимеров и поверхностно-активных веществ (ПАВ), которые выступают при этом, прежде всего, в качестве стабилизаторов образующихся наночастиц против их самоагрегации. Физи ческая или химическая адсорбция макромолекул или ПАВ на частицы приводит, в конечном счете, к образованию наночастиц, полностью покрытых оболочкой из полимера или ПАВ.

При этом полимерные адсорбаты связываются с поверхностью наночастиц практически не обратимо из-за наличия большого количества контактов с поверхностью.

В настоящей лекции в рамках традиционного термодинамического подхода будет приве ден анализ влияния адсорбции неионогенного полимера на размер образующегося критиче ского зародыша.

Показано, что образование защитной поли мерной оболочки, изолирующей растущий за- родыш новой фазы от окружающей среды, де- /A RT = 2 Kc= p /A RT = 0.15 p лает невозможным его дальнейший рост и аг- регацию. Установлено, что, как и следовало Kc ожидать, при наличии полимера в растворе в 0. процессе синтеза неорганических наночастиц G размер образующихся частиц уменьшается 0. (рис. 1). Роль адсорбции при формировании Kc= частиц возрастает при увеличении концентра ции полимера (с) и его адсорбирующей спо- 0. 2 0.5 1. собности (К-константа равновесия в уравне- Kc нии Ленгмюра), а также отношения p/ART, -0. r 0 2 4 8 где p – поверхностное натяжение полимера, A – максимальное количество полимера, ад сорбированное на единице поверхности обра- Рис. 1. Зависимость изменения свободной энергии Гиббса (G) от радиуса зующейся фазы.

образующегося зародыша (r) в про Синтез наночастиц, управляемый адсорб цессе образования новой фазы, со цией полимера, открывает уникальную воз провождающегося адсорбцией по можность получения термодинамически ста лимера.

бильных неорганических частиц субнаномет рового диапазона. Выполнение этой програм мы позволит углубить наши знания в понимании наиболее фундаментальной особенности наночастиц – зависимости их физических свойств от размера частиц. Движение в направле нии субнанометровых размеров образующихся частиц представляется весьма интригующей задачей.

576 ХVIII Менделеевский съезд по общей и прикладной химии, Москва, НАНОМЕХАНОХИМИЯ Русанов А.И.



Pages:     | 1 |   ...   | 16 | 17 || 19 | 20 |   ...   | 95 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.