Главная – Журналы – Поиск по журналам

Механохимическим методом получены супрамолекулярные композиции потенциального антигельминтика - артесуната (АРС) с глицирризинатом натрия (Na₂ГК) в разных массовых соотношениях компонентов, входящих в комплекс АРС-Na₂ГК (1 : 5, 1 : 10 и 1 : 20). Образование комплекса включения АРС с мицеллами Na₂ГК подтверждено методами ЯМР-релаксации и ядерного эффекта Оверхаузера (NOESY). Установлено, что комплекс АРС-Na2ГК (1 : 10) обладает оптимальными физико-химическими свойствами для дальнейших биологических исследований на гельминтах Opisthorchis felineus, вызывающих описторхоз у людей и животных. В экспериментах in vitro показано, что комплекс АРС-Na₂ГК (1 : 10) оказывает более выраженное угнетение подвижности как у инвазионных особей O. felineus (метацеркарии), так и у половозрелых трематод (мариты) по сравнению с чистым АРС, причем у марит даже при малых концентрациях (0.1-10 мкг/мл). Несмотря на то, что доза АРС в составе АРС-Na₂ГК (1 : 10) снижена в 11 раз, показатель эффективности (IC₅₀) был всего в 2.4 раза (для метацеркарий) и 1.45 раза (для марит) меньше, чем у чистого АРС. Полученные результаты свидетельствуют о перспективности использования нового комплекса для дальнейших исследований на O. felineus-инфицированных животных.

Статья посвящена созданию и исследованию свойств среднетемпературных высокопроводящих композиционных протонных электролитов нового типа при введении добавки наноалмаза (НА) к дигидрофосфату цезия. Рассмотрены данные изменения структурных свойств соли в композите, морфологии, механической прочности и протонной проводимости в зависимости от состава (1-х)CsH₂PO₄-xНА (где х = 0-0.98 - молярная доля НА). Методом ИК-спектроскопии получена ценная информация, объясняющая механизм образования нанокомпозитов, обусловленный частичным связыванием протонов соли с ОН-группами наноалмаза, в результате чего организуется более слабая система водородных связей соли. Показано, что химическое взаимодействие между компонентами в композитах отсутствует, и структура CsH₂PO₄ (P2₁/m) сохраняется при диспергировании и частичной аморфизации соли с увеличением доли НА. Композиты характеризуются равномерным распределением частиц. Введение небольших концентраций НА приводит к стабилизации размера частиц соли (250±20 нм) в нанокомпозитах как результат межфазного поверхностного взаимодействия компонентов. По изменению энтальпии суперионного фазового перехода и по данным рентгенофазового анализа проведена оценка содержания аморфной фазы в композитах, которое существенно увеличивается с ростом молярной доли НА, достигая 50 % при х = 0.8. Наблюдается значительное повышение протонной проводимости низкотемпературной фазы CsH₂PO₄ до 3.5 порядков величины с максимумом при x = 0.9 и снижение при x > 0.95 вследствие эффекта перколяции “проводник - изолятор”. Суперионная проводимость композитов не изменяется вплоть до х = 0.7 (11.7 об. % НА) и остается близкой к исходной соли CsH₂PO₄ (~10-2 См/см). Оценка прочностных характеристик нанокомпозитов методом Виккерса показала, что вследствие высокой твердости наноалмазов микротвердость композитов существенно превосходят исходный CsH2PO4 даже при небольшом содержании добавок НА (х = 0.3, что соответствует 2.64 об. %). Исследуемые композиционные электролиты обладают высокой протонной проводимостью, химической стабильностью и механической прочностью, необходимой для среднетемпературных протонных мембран топливных элементов нового типа.

Приведены результаты по изучению процесса высокотемпературной десорбции кислорода из оксида состава YBaCo₂O_6-δ в квазиравновесном режиме. Описана процедура приготовления оксида твердофазным синтезом, способы и методы его аттестации. Получены данные измерения образца методом квазиравновесного выделения кислорода, позволяющие достоверно описать процессы десорбции кислорода из оксида и вычислить изменение его содержания в оксиде. Определено содержание кислорода в YBaCo₂O_6-δ как непрерывная функция температуры и парциального давления кислорода в диапазонах 600-900 °C и 0.2-10^-5 атм соответственно. Проведенные исследования позволяют выявить условия фазовых переходов в оксиде и выделить области стабильности проводящей фазы, что необходимо для разработки катодных материалов твердооксидных топливных элементов.

Данная работа посвящена разработке простого метода синтеза микро- и наночастиц серебра, которые могут быть использованы для создания электропроводящих композиций, в том числе паст, чернил и адгезивов. Для достижения поставленной задачи исследован процесс восстановления алкилкарбоксилатов серебра (АКС) с различной длиной и структурой метиленовой цепи этилен- и пропиленгликолем. Показана возможность получения монодисперсных наночастиц серебра без использования полимеров в качестве дисперсантов и стабилизаторов. Полученные частицы охарактеризованы методами рентгенофазового анализа и электронной микроскопии. Установлено, что полное восстановление неразветвленных короткоцепочечных АКС проходит при более низкой температуре (100-130 °С), чем длинноцепочечных (130-170 °С). Частицы, синтезированные в этих условиях, характеризуются сферической формой, а их средний размер уменьшается от 70 до 16 нм с ростом длины метиленовой цепи. В случае разветвленной структуры АКС процесс восстановления полиолами начинается при более низких температурах и сопровождается образованием более крупных частиц серебра размером от 150 до 450 нм. Показано, что характеристики частиц, полученных восстановлением линейных АКС, практически не зависят от условий синтеза, тогда как в случае их разветвленных аналогов температура, время синтеза и природа полиола оказывают влияние на размер образующихся частиц. На основании полученных данных предложен механизм образования наночастиц серебра. Частицы серебра, синтезированные по разработанной методике, могут найти применение в качестве металлических наполнителей в составах чернил и паст для 2D- и 3D-печати в процессе изготовления функциональных компонентов и устройств, в электропроводящих адгезивных компаундах, а также в полимерных композитах, в медицине и биологии.

Высокотемпературные керамические материалы C_f/ZrB₂-SiC, состоящие из тугоплавкой матрицы ZrB₂-SiC, армированной непрерывными углеродными волокнами (Cf), представляют повышенный интерес для разработки теплозащиты нового поколения двигательных установок, призванных работать в экстремальных условиях температур, механических нагрузок и агрессивных газовых потоков. В фокусе исследований таких композитов - окислительная и абляционная устойчивость, которые являются определяющими характеристиками для практического применения высокотемпературных материалов. В настоящей работе высокотемпературные композиты Cf/ZrB₂-SiC были получены методом керамических препрегов, основанном на пропитке углеродного жгута керамической суспензией, формировании однонаправленных керамических лент с последующей их выкладкой, пиролизом и силицированием. Методом электронной микроскопии с привлечением энерго-дисперсионного анализа, выполненного при разных ускоряющих напряжениях, изучена морфология и распределение фаз по объему керамических композитов C_f/ZrB₂-SiC. Впервые исследовано поведение таких материалов в условиях воздействия скоростного потока плазмы при температуре вплоть до 2100 °С. Давление воздуха составляло 0.35 МПа, расход воздуха - 6 м³/ч. Композит демонстрирует устойчивое поведение вплоть до 2000 °С в течение 300 с. Проведен сравнительный анализ микроструктуры композита до и после газодинамических испытаний. Определены фазовый и элементный состав, а также морфология сечения композита. Показано, что абляционная устойчивость композита обусловлена формированием сложной микроструктуры, в которой можно выделить несколько подслоев, каждый из которых препятствует диффузии кислорода внутрь композита. Повышение температуры до 2100 °С приводит к значительной деградации композита. Полученные данные могут быть использованы для дальнейшего совершенствования состава высокотемпературных композитов, пригодных для устойчивого функционирования деталей и узлов энергетических установок в экстремальных условиях.

Разработана эффективная методика подготовки проб и определения содержания редкоземельных элементов (РЗЭ) в бурых углях Азейского месторождения высокочувствительным методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной аргоновой плазмой. Относительные стандартные отклонения при определении РЗЭ полуколичественным и количественным методами не превышают 15 и 8 мас. % соответственно. Суммарное содержание редкоземельных элементов составляет 0.92±0.07 кг/т угля и подтверждено независимым методом спектрофотометрии с арсеназо III.

Смешанные кристаллы бетулина с дикарбоновыми кислотами получены с помощью механохимической активации при добавлении небольших количеств органических растворителей. Образование смешанных кристаллов подтверждено методами рентгенофазового анализа, термического анализа, ИК-спектроскопии. Для образования смешанных кристаллов важны присутствие растворителя, оптимальное соотношение компонентов, продолжительность механической обработки. С целью обоснования выбора растворителя для приготовления смешанных кристаллов бетулина проведено сравнение растворителей различной полярности. Показано, что смешанные кристаллы образуются, если при механической обработке используются растворители, способные эффективно растворять дикарбоновую кислоту. Для сравнения с механохимическим методом смешанные кристаллы бетулина были получены при нагревании смеси исходных реагентов. Наблюдаемые с помощью сканирующей электронной микроскопии морфологические изменения при нагревании реакционных смесей также свидетельствуют об образовании смешанных кристаллов. Показано, что при растворении смешанных кристаллов в воде образуются растворы с повышенной концентрацией бетулина, причем увеличение длины алифатической цепи кислоты приводит к снижению скорости выделения бетулина в раствор.

Исследован процесс растворения металлического висмута в азотной кислоте и проведено сравнение экологически чистых способов получения азотнокислых растворов висмута, основанных на предварительном окислении висмута, а также на его растворении в присутствии карбамида или нитрата аммония. Установлено, что растворение висмута в присутствии нитрата аммония при молярном отношении нитрата аммония к висмуту, равном 1.5-3.5, и температуре 70±5 °С позволяет устранить выделение оксидов азота в газовую фазу и получить раствор с высокой концентрацией по висмуту. Показана целесообразность двухстадийной гидролитической переработки висмутсодержащего азотнокислого раствора с целью очистки висмута от примесных металлов. Первая стадия - проведение водного гидролиза висмутсодержащего раствора добавлением раствора азотнокислого висмута в нагретую до 60 °С воду при объемном отношении воды и висмутсодержащего раствора 9 : 1, а вторая - доосаждение висмута из маточного раствора после водного гидролиза добавлением к нему раствора карбоната аммония до рН 1 при 55±5 °С. На основании проведенных исследований разработаны экологически безопасные технологии получения оксогидроксонитрата висмута состава [Bi₆O₅(OH)3](NO₃)₅•3H₂O и пентагидрата нитрата висмута Bi(NO₃)₃•5H₂O, а также оксида висмута(III) квалификации “ос. ч.”. В результате восстановления оксида висмута(III) в расплаве гидроксида натрия, содержащего серу, при 500 °С и при соотношении оксид висмута(III)/гидроксид натрия/сера, равном 1.00 : 1.31 : 0.20, получен металлический висмут высокой чистоты.

Физико-химические и фармакологические свойства механохимически синтезированных супрамолекулярных систем/комплексов типа “гость - хозяин” изучались в рамках исследований институтов Сибирского отделения Российской академии наук в сотрудничестве с китайским Чжэцзянским технологическим университетом. “Гость” - это молекула лекарственного вещества, а “хозяин” - частица-носитель - макромолекула полисахарида, мицелла сапонинов, частица диоксида кремния и т. д. Усиление фармакологического действия таких структур достигается за счет повышения растворимости в воде и проницаемости молекул лекарственных средств через биологические мембраны. Наиболее эффективными “хозяевами” среди изученных переносчиков выступают растительные метаболиты - глицирризиновая кислота и ее соли, а также полисахарид арабиногалактан из древесины лиственницы сибирской. Для получения водорастворимых супрамолекулярных систем из твердых дисперсий компонентов была разработана оригинальная твердофазная механохимическая технология. В этом случае супрамолекулярные системы образуются в процессе твердофазного синтеза или путем растворения полученных дисперсий в водных средах. В результате исследований большого количества широко используемых лекарственных веществ различных фармакологических классов было показано, что включение их молекул в супрамолекулярные системы позволяет значительно повысить биодоступность, эффективность и безопасность их действия и значительно (в 2-150 раз) снизить эффективную терапевтическую дозу, а также уменьшает (вплоть до полного исчезновения в некоторых случаях) вредные побочные эффекты. В настоящей работе приведен краткий обзор исследований, выполненных в основном за последние 10 лет.

Проточные ванадиевые батареи (ПВБ) получают все большее распространение в качестве дешевых и надежных аккумуляторов электричества. По своему принципу работы ПВБ очень похожи на топливные элементы: они содержат жидкий энергоноситель (перезаряжаемый электролит) и стек (топливный элемент, в котором протекает электрохимическая реакция). Для дальнейшего развития данных систем в рамках стратегии энергоэффективности необходимо повышение их коэффициента полезного действия (КПД), так как сейчас он составляет 60-65 %. В настоящей работе разработаны и исследованы новые электродные материалы - комбинированные электроды, которые позволяют снизить внутреннее сопротивление ячейки (единичного элемента конструкции стека). Для достижения этого результата предложено снизить сопротивление, связанное с переносом заряда на поверхности электрода, за счет формирования на поверхности электрода (войлока) активного слоя с высокой удельной поверхностью. Активный слой представлял собой электропроводящий технический углерод марки CH210 (сажа), для увеличения гидрофильности которого предварительно была проведена функционализация (поверхность была окислена в концентрированном пероксиде водорода при повышенном давлении и температуре). Электрохимические измерения показали, что нанесение активного слоя повышает КПД ячейки на 8.6 % при плотности тока 50 мА/см², таким образом подтверждая работоспособность данного подхода.