Конденсированные среды и межфазные границы
Научный журнал «Конденсированные среды и межфазные границы» выпускается 4 раза в год и является ведущим научным изданием в России по актуальным проблемам конденсированного состояния и физико-химическим процессам на границах раздела фаз и в их объеме.
Правила для авторов – редакция 2026 года
Copyright (c) 2026 Конденсированные среды и межфазные границы http://creativecommons.org/licenses/by/4.0
Юбилей профессора Александра Викторовича Введенского
Клетки E.coli как источник биогибридного материала: исследование методами электронной микроскопии и микроанализа
Цель работы: Работа посвящена исследованиям клеток кишечной палочки E.coli, сформированных в условиях суперпродукции белка бактериоферритина Dps. Молекулы этого белка способны формировать биогибридные структуры, аккумулируя в своих внутренних полостях неорганические наночастицы системы железо-кислород с идентичными свойствами, в том числе размерами в пределах единиц нанометров. Известные подходы для получения молекул белка бактериоферритина Dps основаны на разрушении их источника – клеток E.coli. Важным вопросом для изучения и последующего применения является установление возможности выделения молекул этого белка без разрушения клеток E.coli для формирования биогибридных структур. Экспериментальная часть: Клетки кишечной палочки E.coli выращивались в условиях суперпродукции молекул белка бактериоферритина Dps, затем наносились на подложку фольги молибдена для проведения исследований методами электронной микроскопии и энергодисперсионного микроанализа. По данным о морфологии и элементном составе изучена возможность формирования молекул белка без разрушения клеток, с целью формирования биогибридных структур на их основе. Выводы: Установлено, что в условиях суперпродукции белка молекулы бактериоферритина Dps вырабатываются клетками кишечной палочки E. coli с возможными выбросами заметного количества этого белка во внеклеточное пространство. Морфология самих клеток E. coli не претерпевает изменений в условиях суперпродукции и при вы- бросах белка. При добавлении соли Мора в культуральную жидкость белок, выделяемый во внеклеточное пространство, содержит заметное количество атомов железа, что может являться результатом формирования биогибридных структур молекулами бактериоферритина Dps. Полученные результаты демонстрируют возможный, простой и доступный способ формирования биогибридных структур, содержащих наночастицы системы железо-кислород, для использования в технологиях, среди которых адресная доставка наночастиц или функционализация доступных поверхностей
Влияние ионов Sr2+ на газочувствительные свойства LaCrO3 и GdCrO3
Цель статьи: В работе исследованы тонкие пленки полученные из нанопорошков La1–xSrxCrO3–δ и Gd1–xSrxCrO3–δ (x = 0.05, 0.10 и 0,15), синтезированных измененным цитратным методом. Экспериментальная часть: Проведён анализ фазового состава пленок, структуры и газочувствительных свойств в присутствии угарного газа. Допирование ионами Sr2+ приводит к росту дефектности наночастиц, за счет образования вакансий в кислородной подрешетке. Данное явление благоприятно сказывается на их газочувствительных свойствах. Выводы: Установлено, что образцы состава La0.9Sr0.1CrO3–δ и Gd0.9Sr0.1CrO3–δ демонстрируют наибольший сенсорный отклик при 180 оС, 2.26 и 1.78 соответственно. Полученные результаты подтверждают перспективность использования этих материалов в качестве газовых сенсоров
Термодинамическое исследование системы BiSI–BiSeI методом электродвижущих сил
Цель статьи: Халькогалогениды элементов подгруппы мышьяка и твердые растворы на их основе представляют большой интерес как функциональные материалы, демонстрирующие термоэлектрические, фотоэлектрические, пьезоэлектрические, оптические и др. свойства. В данной работе представлены результаты исследования термодинамических свойств соединений BiSI, BiSeI и твердых растворов BiS1–xSexI методом электродвижущих сил (ЭДС). Экспериментальная часть: Для проведения исследований были составлены концентрационные цепи типа: (–) Bi (тв) / жидкий электролит, Bi3+/(Bi в сплаве) (тв) (+) и измерены их ЭДС в интервале температур 300–370 К. В качестве электролита была использована ионная жидкость, а именно формиат морфолина. Для выбора составов правых электродов методом рентгенофазового анализа из- учены твердофазные равновесия в системе BiSI-BiSeI-BiI3. Показано, что непрерывные твердые растворы граничной системы BiSI-BiSeI образуют стабильные коноды с BiI3. С использованием этих данных и литературных сведе- ний по граничным системам построен фрагмент диаграммы твердофазных равновесий системы Bi-S-Se-I, на основании которой в качестве электрод-сплавов указанных концентрационных цепей выбраны твердые растворы BiS1-xSexI различных составов с 2–3 мол. % избытком BiI3 и S1-xSex. Из полученных пар значений Е (мВ) и Т (К) вычислены парциальные молярные функции висмута в сплавах. Выводы: Построенная фазовая диаграмма позволила определить виртуальные реакции потенциалобразования, соответствующие указанным парциальным молярным функциям и рассчитать стандартные термодинамические функции образования и стандартные энтропии тио- и селенойидида висмута и твердых растворов BiS1–xSexI. При проведении расчетов использованы литературные данные по соответствующим стандартным интегральным тер- модинамическим функциям соединения BiI3 и сплавов S1-xSex, участвующих в реакциях потенциалобразования. Термодинамические функции соединений BiSI и BiSeI сопоставлены с имеющимися отрывочными литературными данными, а для твердых растворов определены впервые
Микроструктурные и гидрофильные свойства образцов из сополимера акрилонитрил-бутадиен-стирол ABS с различными модельными рисунками 3D-печати
Целью работы является исследование влияния различной геометрии модельного рисунка 3D-печати, при одинаковых параметрах тепловых и механических воздействий самого процесса 3D-печати, на микроструктурные и гидрофильные свойства образцов из аморфного сополимера АBS, напечатанных с пятью различными модельными рисунками 3D-печати путем последовательного наложения слоев способом FDM (Fused Deposition Modeling). Выводы: Результаты исследования напечатанных образцов методами СЭМ, РФА, ИК-спектроскопии и измерениями краевого угла смачивания поверхности показали, что совокупность тепловых и механических воздействий в процессе 3D-печати в исследуемом режиме экструзии не вызывает заметной ориентации полимерных цепей исходного аморфного сополимера ABS, не разрушают его внутриструктурные химические связи, и поверхность всех напечатанных образцов с пятью различными модельными рисунками является гидрофильной. При этом напечатанный образец с наиболее сложной геометрией модельного рисунка 1_Hilbert, наиболее искажен- ной морфологией и дефектами поверхности, показывает наибольшее значение угла смачивания (j = 67o), превосходящее на 10 % соответствующие значения в образцах с другими модельными рисунками (j ≈ 60o), и имеет гидрофильную поверхность
сополимер акрилонитрил-бутадиен-стирол АBS
Бессвинцовые интеллектуальные материалы на основе ниобатов щелочных металлов: фазообразование, кристаллическая структура,макроотклики
Цель статьи: В мировой практике исследований различных материалов для устройств пьезотехники одно из первых мест занимают функциональные (интеллектуальные) материалы на основе свинецсодержащих композиций. Однако переход к экологически чистой продукции, обусловленный формированием новой Российской и Европейской законодательных баз, заставил искать другие материаловедческие решения путём исключения свинца из элементной базы материалов. Альтернативой известным композициям выступили твердые растворы на основе ниобатов щелочных металлов из морфотропных гетерофазных областей соответствующих бинарных и тройных систем, характеризующиеся экстремальностью свойств вблизи межфазных границ. Но они не нашли широкого применения в практике из-за трудностей фазообразования при синтезе и формирования плотного керамического каркаса при спекании. Экспериментальная часть: В работе с использованием ранее не применяемых в таких средах процедур механоактивации и горячего прессования удалось получить бессвинцовые нетоксичные сегнетопьезокерамики с улучшенными макрооткликами за счет трансформации областей сосуществования фаз. Выводы: В результате исследований разработаны и созданы разночастотные материалы, в том числе, с повышенной температурой Кюри, пьезочувствительностью, термостабильностью и пироэффектом для различных пьезотехнических применений
Электронное строение и пространственная структура химически осажденных высокофосфористых покрытий никеля для применения в передовых технологиях микроэлектроники
Цель статьи: Исследована возможность применения химически осажденных никель-фосфорных покрытий с высоким содержанием фосфора в качестве барьерных слоев для технологии сквозных кремниевых переходов (TSV). По данным энергодисперсионного рентгеновского микроанализа, содержание фосфора в покрытии составляет 10.2 мас. % (17.8 ат. %). Столь высокое содержание фосфора обеспечивает аморфное состояние покрытия, что является ключевым условием для эффективного выполнения барьерных функций. Экспериментальная часть: Методами рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии и спектроскопии ультрамяг- кого рентгеновского излучения установлено, что сферические глобулярные образования, формирующие покрытие, имеют структуру типа «ядро–оболочка». Показано, что концентрация фосфора в оболочке превышает его содержание в ядре. Выводы: Полученные результаты представляют значительный интерес для развития современных технологий полупроводниковой промышленности, в частности, для гетерогенной трёхмерной интеграции
Синтез из газовой фазы и ферримагнитный резонанс эпитаксиальных пленок Lu3Fe5O12 для высокочастотных приложений
Цель статьи: Получение тонких пленок феррогранатов редкоземельных элементов с более узкой шириной линии ферримагнитного резонанса (ФМР) является чрезвычайно актуальным при разработке материалов спинтроники. Среди феррогранатов редкоземельных элементов перспективным является состав Lu3Fe5O12, обладающий наибольшей намагниченностью насыщения. Целью данной работы является изучение зависимостей ширины линии ФМР пленок феррограната лютеция Lu3Fe5O12 от рассогласования параметров кристаллической решетки пленки и под- ложки, а также от толщины пленок при их получении методом химического осаждения из парóв металлорганических соединений (MOCVD). Экспериментальная часть: Тонкие пленки граната Lu3Fe5O12 были получены методом химического осаждения из паров металлоорганических соединений (MOCVD) на изоструктурных монокристаллических подложках Nd3Ga5O12(111), Gd3Ga5O12(111), Gd3Ga5O12 (210), Gd3(AlGa4)O12(111) и Y3Al5O12(111). Полученные пленки были изучены методами рентгеновской дифракции, рентгеноспектрального микроанализа и ФМР. Изучены зависимости ширины линии ФМР от рассогласования параметров элементарных ячеек (ЭЯ) граната на границе раздела пленка – подложка, ориентации подложки и толщины пленок. Выводы: Установлено, что минимум ширины ФМР (ΔН) пленок Lu3Fe5O12 достигается на подложках, имеющих минимальное рассогласование параметров ЭЯ с пленкой. Показано, что зависимость ΔН от толщины пленок имеет экстремальный характер, а минимум соответствует толщине пленок, при которой произошла значительная релаксация эпитаксиальных напряжений, но концентрация дефектов, характерных для поликристаллического состояния, еще не велика. Учёт этих факторов позволит получать пленки феррогранатов с более узкой шириной линии ферримагнитного резонанса, которые в дальнейшем могут быть применены в различных областях спинтроники в качестве чувствительного элемента в микроволновых детекторах
Кристаллизационная устойчивость и оптические свойства стекол системы (Ga10Ge15Te75)100-x(AgI)x ( x = 0–15 мол. %)
Цель статьи: Стекла на основе теллурида германия являются перспективными оптическими материалами для среднего инфракрасного диапазона. Это обусловлено их широкой областью прозрачности и большим показателем преломления. Склонность таких стекол к кристаллизации, ограничивающая практическое применение, требует поиска новых составов и изучения их свойств. Целью работы было исследование кристаллизационной устойчивости и оптической прозрачности стекол системы (Ga10Ge15Te75)100-x(AgI)x (x = 0–15 мол. %) как новых материалов для волоконной оптики. Экспериментальная часть: Стекла были исследованы методом дифференциально-сканирующей калориметрии, сканирующей электронной микроскопии, совмещенной с рентгеноспектральным микроанализом, и спектроскопией ближнего и среднего инфракрасного диапазонов. Выводы: Основной вывод работы заключается в установлении высокой кристаллизационной устойчивости исследованных стекол при содержании йодида серебра 5–15 мол. %. Это позволяет рассматривать такие стекла в качестве одних из наиболее перспективных материалов для изготовления волоконных световодов с низкими оптическими потерями в спектральном диапазоне 4–15 мкм
Особенности равновесной сорбции урана на волокнистом карбоксилированном сорбенте ФОРПАН из карбонатсодержащих растворов, моделирующих морскую воду
Цель статьи: Целью данной работы является исследование и выявление особенностей равновесной сорбции урана из карбонатсодержащих растворов на волокнистом сорбенте, полученным (в Санкт -Петербургском институте текстильной и легкой промышленности им. С. М. Кирова) путем синтеза карбоксилированного полиакрилонитрильного (ПАН) волокна формальдегидом, с условным названием ФОРПАН. Экспериментальная часть: Изучена равновесная сорбция урана карбоксилированным волокнистым сорбентом ФОРПАН из карбонатсодержащих растворов, моделирующих морскую воду в интервале исходных концентрации (3.36·10–5–7.13·10–4 моль/л) и температур (293–338 K) при рН 7.85. Установлено, что в период контакта волокна с карбонатсодержащим раствором урана происходит резкое понижение рН раствора и расщепление трикарбонатуранилатного комплекса за счет протолиза карбоксильных групп. На основании математической обработки (методом наименьших квадратов) зависимостей равновесных коэффициентов распределения урана (мл/г) от равновесной концентрации урана в растворе (моль/мл) при различных температурах получено обобщенное уравнение, позволившее рассчитать ёмкость волокна по урану (моль/г) при сорбции его из модельных растворов, приготовленных на основе воды Каспийского моря в интервале исследуемых концентраций и температур, а также рассчитать ёмкость сорбента ФОРПАН относительно урана по воде Каспийского моря (1.22·10–5 моль/г = 2.9·10–3 г/г) и коэффициент распределения урана по морской воде (1.6·104 мл/г) при Т = 293.3 К. Выводы: На основании проведенных исследований особенностей равновесной сорбции урана из модельных карбонатсодержащих растворов и полученных результатов можно рекомендовать волокно ФОРПАН в целях извлечения урана из разбавленных карбонатсодержанных растворов природных вод, в частности, из воды Каспийского моря, с содержанием урана 2.5·10–6 моль/л, в интервале относительно низких температур 293–307 K
Полуэмпирическое описание закономерности изменения теплопроводности монокристаллов на примере концентрационной серии твердых растворов Ba1–xLaxF2+x
Цель работы: Исследование теплопроводности монокристаллов твердого раствора Ba1–xLaxF2+x и полуэмпирическое описание закономерности изменения теплопроводности в зависимости от содержания лантана. Экспериментальная часть: В интервале температур 50–300 К экспериментальным методом продольного теплового потока определена теплопроводность монокристаллических образцов с содержанием лантана от х = 0.001 до х = 0.30. Выводы: Выявлена монотонная концентрационная зависимость теплопроводности для твердого раствора Ba1–xLaxF2+x. Для аппроксимации экспериментальных значений теплопроводности предложено полуэмпирическое выражение
Детектирование ацетона сенсором на основе клиноптилолита
Цель статьи: Активное развитие микробиореакторов, использующихся в широком спектре биотехнологических, медицинских, сельскохозяйственных, экологических задач, требует совершенствования их элементной базы, в том числе, газочувствительных сенсоров различных метаболитов. Особенное предпочтение при этом отдается сенсорам, которые способны распознавать состав сложных газовых смесей без использования громоздких и дорогих структур. Перспективным в этом направлении являются сенсоры на основе цеолитов. Экспериментальная часть: Рассмотрены кривые релаксации ионной проводимости цеолитов при приложении ступенчатых импульсов напряжения. Показано выполнение степенной зависимости тока ионной проводимости от времени с параметрами, зависящими от сорбции паров ацетона. Выводы: Полученные результаты демонстрируют возможность применения газочувствительных сенсоров на основе клиноптилолита для детектирования ацетона, что важно для их применения в составе микробиореакторов
Кинетика катодного осаждения меди из кислого сульфатного раствора в присутствии органических дисульфидов
Цель статьи: В данной работе устанавливаются кинетические закономерности и оцениваются основные параметры гетерогенной нуклеации и роста новой фазы при электроокристаллизации меди в ходе катодного осаждения из кислого сульфатного раствора в присутствии органических дисульфидов (динатриевых солей 3,3′-дитиодипропан- дисульфокислоты, 4,4′-дитиодибензолдисульфокислоты и 3,3′-дитиоди(4-аминобензол)сульфокислоты). Исследуемые добавки содержат дисульфидную группу (-S-S-), характерную для ускорителей процесса катодного осаждения меди при реализации технологии электрохимического беспустотного заполнения сквозных отверстий (through silicon vias) кремниевых пластин, используемой в микроэлектронике при производстве микросхем. Экспериментальная часть: Электроосаждение медных покрытий проводили из водных сульфатных растворов в гальваностатическом режиме. С применением сканирующей электронной микроскопии установлено, что в присутствии всех исследованных органических дисульфидов в кислом сульфатном электролите меднения формируются кристаллиты меди с более четкими гранями, чем в растворах без добавок. Наличие в структуре молекулы ускорителя ароматических групп увеличивает размер кристаллитов гальванического осадка меди, а дополнительное введение концевых аминогрупп в структуру дисульфида, напротив, приводит к снижению размера кристаллитов. Последнее можно объяснить бифункциональным характером 3,3′-дитиоди(4-аминобензол)сульфокислоты, способной проявлять как ускоряющий, так и выравнивающий эффект из-за наличия в структуре соответственно дисульфидной группы и аминогруппы. Кинетику катодного осаждения медных покрытий изучали с применением нестационарных электрохимических методов вольтамперо-, хронопотенцио- и хроноамперометрии. В присутствии изученных добавок снижается перенапряжение электроосаждения меди, при этом кинетика процесса не меняется: стадия переноса заряда протекает необратимо, активация центров зародышеобразования является непрерывной, рост новой фазы контролируется диффузией ионов меди из раствора к поверхности катода. Вывод: Функционализация алифатического дисульфида введением ароматических и аминогрупп не приводит к существенным изменениям параметров гетерогенной нуклеации и роста новой фазы при катодном осаждении меди из кислого сульфатного раствора. При этом скорость электрокристаллизации увеличивается при переходе от алифатического дисульфида (динатриевой соли 3,3’-дитиодипропандисульфокислоты) к динатриевой соли 3,3’-дитиоди(4-аминобензол)сульфокислоты, содержащей в своей структуре одновременно ароматические группы и аминогруппы
Кремниевые нанонити, модифицированные наночастицами Au/Ag, для безметочной диагностики онкомаркера ПСА методом спектроскопии гигантского комбинационного рассеяния
Цель статьи: Простат-специфический антиген (ПСА) - важный биомаркер, используемый для ранней диагностики рака предстательной железы. В работе представлены подложки на основе кремниевых нанонитей, покрытых биметаллическими наночастицами золота и серебра (AuAg@SiNWs), для высокочувствительной детекции ПСА методом спектроскопии гигантского комбинационного рассеяния (ГКР). Экспериментальная часть: Технология изготовления AuAg@SiNWs основана на простых и доступных методах химического травления и осаждения металлов, что делает её удобной для масштабирования и применения в медицине. Толщина массива кремниевых нанонитей составляла около 800 нм, при этом биметаллический слой наночастиц формировался преимущественно в верхней части наноструктур и имел толщину 100–200 нм. Для обеспечения биоспецифичности сенсора поверхность AuAg@SiNWs была функционализирована антителами. Проведённый анализ ГКР-спектров продемонстрировал чёткую зависимость интенсивности характерных амидных пиков (в частности, в области 1294 и 1030 см–1) от концентрации ПСА, начиная с 1 нг/мл. Расчётная калибровочная зависи- мость в диапазоне 0.001–1 мкг/мл показала высокую степень линейности (R2 = 0.96), а устойчивое присутствие характерных пиков в спектрах при концентрации 1 нг/мл свидетельствует о высокой функциональной чувствительности платформы. Выводы: Полученные результаты подтверждают, что подложки на основе AuAg@SiNWs обладают высоким потенциалом для безметочной и высокочувствительной детекции белковых онкомаркеров, таких как ПСА, и могут быть использованы в качестве основы для создания компактных биосенсоров в рамках лабораторной диагностики и point-of-care систем
спектроскопия гигантского комбинационного рассеяния
Электровосстановление нитрат-иона на медных покрытиях различной шероховатости в условиях смешанного транспортно-кинетического контроля
Цель статьи: В данной работе устанавливается влияние средней шероховатости поверхности электрода на кинетику нестационарного электрохимического процесса катодного восстановления нитрат-иона в условиях транс- портно-кинетического контроля в потенциостатических условиях поляризации. Экспериментальная часть: Исследования проводили на двух медных покрытиях, полученных гальваностатическим осаждением из сульфатного электролита меднения, в состав которого вводили различные органические добавки для варьирования шероховатости синтезируемых медных покрытий. Кинетику реакции электровосстановления нитрат-иона на полученных медных покрытиях изучали нестационарными электрохимическими методами вольтамперо- и хроноамперометрии в водном деаэрированном растворе 10 мМ KNO3 + 100 мМ H2SO4. Потенциостатические измерения проводили при катодном потенциале –470 мВ, отвечающем реализации смешанного диффузионно-кинетического контроля. Шероховатость поверхности синтезированных медных покрытий оценивали с использованием атомно-силовой микроскопии и метода осаждения монослоя свинца при недонапряжении. Вывод: На основании разработанной ранее теоретической модели электрохимического процесса, протекающего в смешанном транспортно-кинетическом режиме на шероховатом электроде, предложен подход для оценки основных параметров кинетической стадии с учетом нормировки на истинную площадь поверхности на примере электровосстановления нитрат-иона на медных покрытиях различной шероховатости. В рамках данного подхода удалось установить, что более шероховатое медное покрытие характеризуется более высокими значениями гетерогенной константы скорости и плотности тока обмена, что свидетельствует об увеличении электрокаталитической активности меди в исследуемой реакции при переходе к электродам с повышенной шероховатостью
О формировании метастабильной фазы Ag2Si в пленке Ag-Si, полученной ионно-лучевым распылением
Цель статьи: Нанокомпозитные пленки на основе соединения Ag-Si находят применение во многих областях науки и технологий. Однако процесс их изготовления может сопровождаться образованием силицидов и метастабильных фаз. В связи с чем возникает задача развития методов их идентификации. В данной работе мы попытались решить эту задачу с применением методов рентгеновской дифракции, ультрамягкой рентгеновской эмиссионной спектроскопии и теоретических расчетов плотности электронных состояний для пленки Ag55Si45, полученной методом ионно-лучевого распыления составной мишени. Экспериментальная часть: В результате комплексных исследований выявлена наногранулированная структура пленки со средним размером частиц серебра ~15 нм, разделенных матрицей на основе фаз аморфного кремния a-Si, SiO2 и субоксида SiO1.3, а также фазы силицида серебра. Сравнение экспериментального рентгеновского эмис- сионного Si L2.3-спектра пленки Ag55Si45 с теоретически рассчитанными спектрами фаз AgSi3, Ag2Si и Ag3Si показы- вает наилучшее согласие со спектром фазы Ag2Si. Более того, фаза Ag2Si была обнаружена в работах других авторов. Выводы: Таким образом, на основе данных рентгеновской дифракции, рентгеновской эмиссионной спектроскопии, а также теоретических расчетов плотности электронных состояний, установлено, что в пленке Ag55Si45, полученной ионно-лучевым распылением формируется метастабильная фаза Ag2Si
метастабильные фазы на основе Ag-Si, AgSi3, Ag2Si, Ag3Si
ультрамягкая рентгеновская эмиссионная спектроскопия (УМРЭС)
Tunable magnetic, dielectric, and optical propertiesof cobalt ferrite/PVA nanocomposites: Effect of nanoparticle calcination temperature
Objectives: This study investigates the magnetic and dielectric properties of nanocomposites composed of cobalt ferrite (CoFe2O4) nanoparticles embedded in a polyvinyl alcohol (PVA) matrix. Experimental: CoFe2O4 nanoparticles were synthesized via a sol-gel auto-combustion method and subsequently calcined at 600 and 900 °C. X-ray diffraction results indicated that increasing the calcination temperature from 600 to 900 °C led to an increase in crystallite size from 23.3 nm to 48.5 nm. This was accompanied by an enhancement in saturation magnetization (Ms) from 68.7 emu/g to 81.3 emu/g and a decrease in coercivity (Hc) from 1150 to 860 Oe. Conclusions: Most importantly, the PVA/CoFe2O4 composites exhibited enhanced dielectric properties compared to pure PVA. At 100 Hz, the dielectric constant (ε′) of the composite increased from approximately 18 (for PVA/CF600) to 42 (for PVA/CF900), values significantly higher than that of pure PVA, which was approximately 9. This enhancement highlights a synergistic effect between the ferrite nanoparticles and the polymer matrix, opening possibilities for designing composites with tunable dielectric responses for applications such as embedded capacitors and electromagnetic wave absorption devices
Формирование оксидных плёнок на силицидо-германидах марганца различного состава при анодной поляризации в водном растворе сульфата натрия
Цель статьи: Силицидо-германиды марганца, общего формульного состава Mn5(Si,Ge)3, отличающиеся количественным соотношением кремния и германия и имеющие формулы Mn5Si2.40Ge0.60, Mn5Si0.60Ge2.40 и Mn5Si0.15Ge2.85, подвергались анодной поляризации в водном растворе сульфата натрия. Основной целью исследования было определение продуктов их анодного превращения в неокислительной нейтральной среде и выявление закономерностей формирования на их поверхности оксидных плёнок. Экспериментальная часть: Метод циклической вольтамперометрии показал, что процесс анодного окисления не является обратимым. Поляризационные измерения сопровождались последующим контролем изменения состояния поверхности методом электронной микроскопии. Cоотношение элементов на поверхности до поляризации образца и в продуктах коррозии определялось методом микрорентгеноспектрального анализа. Выводы: Было установлено, что в процессе анодного превращения для всех материалов доля марганца в образцах уменьшается, доля германия увеличивается, а доля кремния изменяется незначительно. Сделан вывод, что растворение компонентов материала происходит селективно: марганец преимущественно ионизируется из твёрдой фазы германида марганца в раствор, и его содержание на поверхности снижается до незначительных количеств. Кремний же и германий образуют довольно рыхлые оксидные слои, не обладающие хорошей адгезией к твёрдой, обеднённой марганцем поверхности, и не имеющие серьёзного защитного эффекта. Основными продуктами анодного окис- ления, остающимися на поверхности, являются оксид германия (II) и частично гидратированный оксид германия (IV) GeO2 хH2O. Оксид кремния также присутствует в продуктах анодного окисления, но в гораздо меньшем количестве, и его недостаточно для защитного эффекта материал
Copyright (c) 2025 Конденсированные среды и межфазные границы
Азеотропизм клатратных гидратов. Краткий обзор
Цель статьи: Целью настоящей работы стал обзор особенностей проявления азеотропизма гидратообразующих смесей. Дано физическое рассмотрение причин азеотропизма клатратных гидратов, связь с природой молекул и межмолекулярными взаимодействиями. Рассмотрено влияние стабильности гидратообразующей системы на азеотропизм. Сопоставлено влияние отдельных компонентов, их размеров и природы на азеотропизм. Экспериментальная часть: Рассмотрены экспериментальные методы определения азеотропизма у клатратных гидратов. Проанализированы методы расчета азеотропизма клатратных гидратов. Проведено сравнение теоретических результатов возможности азеотропизма и экспериментальных данных по известным гидратным азеотропам. Представлен краткий обзор открытых на сегодняшний гидратообразующих смесей, проявляющих азеотропизм. Выводы: В заключении рассмотрены возможные пути применения данного свойства и показан его значительныйпотенциал.
Фазовые равновесия в системе GeTe-Sb2Te3-Te
Цель статьи: Теллуриды германия-сурьмы представляют значительный практический интерес как термоэлектрики с низкой теплопроводностью, топологические изоляторы и материалы с фазовой памятью. В данной работе представлены результаты исследования фазовых равновесий в области составов GeTe-Sb2Te3-Те системы Ge-Sb-Te методами дифференциально-термического анализа, рентгенофазового анализа и сканирующей электронной микроскопии. Экспериментальная часть: Исследованные образцы были синтезированы по специальной методике, позволяющей получить их в состоянии, максимально близком к равновесному. Выводы: Построены диаграмма твердофазных равновесий при 300 К, проекция поверхности ликвидуса и некоторые политермические сечения фазовой диаграммы. Очерчены поля первичной кристаллизации фаз, определены нони моновариантные равновесия. Согласно полученной картине фазовых равновесий, кривые моновариантных равновесий, берущие начало из перитектических и эвтектической точек граничной системы GeTe-Sb2Te3, претерпевают трансформации в определенных переходных точках. В области составов, богатых теллуром, протекает ряд нонвариантных переходных реакций, соответствующих совместной кристаллизации двухфазных смесей теллуридных фаз и элементарного теллура.
Моделирование нестационарного электрохимического процесса на шероховатых электродах в условиях смешанного транспортно-кинетического контроля
Цель статьи: В данной работе устанавливается влияние шероховатости поверхности электрода на скорость неста ционарного электрохимического процесса в условиях смешанного транспортно-кинетического контроля. Построена математическая модель электрохимического процесса, протекающего на электроде с шероховатой поверхностью и характеризующегося различным соотношением константы скорости стадии переноса заряда и коэффициента нестационарной объемной диффузии. Экспериментальная часть: С применением численного метода конечно-элементного моделирования получены хроноамперограммы нестационарного электрохимического процесса в условиях смешанного транспортно-кинетического контроля на электродах с различными профилями поверхностей, заданных гармоническими и фрактальными функциями. Рассчитаны транзиенты функции шероховатости и определены границы переходной области, в пределах которой она изменяется от значения, равного фактору шероховатости поверхности, до единицы. Найдено, что форма хроноамперограммы сложным образом зависит как от геометрических характеристик шероховатой поверхности, так и от соотношения диффузионно-кинетических параметров процесса. При относительно малых временах скорость брутто-процесса равна скорости переноса заряда при данном потенциале и пропорциональна фактору шероховатости. При относительно больших временах хроноамперограмма переходит в кривую спада тока диффузионно-контролируемого процесса, при этом влияние шероховатости является уже нелинейным и проявляется только при относительно малых временах процесса: в этих условиях толщина диффузионного слоя намного меньше размера неровностей, и скорость процесса на шероховатом электроде пропорциональна истинной площади поверхности и фактору шероховатости. Выводы: Положение переходной области зависит от значения константы скорости стадии переноса заряда: в случае замедленной кинетической стадии переход проявляется при все больших временах и постепенно уширяется, при этом зависит от формы неровности.
Поздравления профессору А. Г. Сыркову
Изучение влияния микроструктуры Pt/С материалов на электрохимические характеристики полученных на их основе PtCo/С электрокатализаторов
Цель статьи: В работе проведено исследование влияния равномерности пространственного распределения наночастиц Pt по поверхности носителя в Pt/C материалах на микроструктуру и электрохимическое поведение получаемых на их основе PtCo/C катализаторов. Экспериментальная часть: Для синтеза PtCo/C катализаторов используется метод пропитки Pt/C с последующей термической обработкой в атмосфере Ar/H2. Выводы: Применение Pt/C материала с массовой долей платины около 20 % и равномерным распределением наночастиц Pt по поверхности углеродного носителя позволяет получить PtCo/C катализатор, активность которого в реакции восстановления кислорода при 0.90 В составляет 1215 А/г (Pt), что превышает аналогичный показатель для коммерческого Pt/C катализатора в 4.8 раза. При этом использование Pt/C материала с неравномерным распределением наночастиц приводит к получению PtCo/C катализатора с крупным размером частиц и низкой величиной активной площади поверхности, что значительно ухудшает его активность в реакции восстановления кислорода.
Биотемплатный синтез In2O3-Pd для низкотемпературного сенсора водорода
Цель статьи: Решение актуальной задачи создания компактных газоанализаторов, способных к длительной автономной работе в труднодоступных местах, связано с разработкой сенсоров, имеющих сниженное энергопотребление. Целью данной работы явилось создание низкотемпературного сенсора водорода, поскольку именно нагрев сенсора вносит определяющий вклад в энергопотребление всего прибора. Экспериментальная часть: Для решения поставленной задачи была разработана новая методика синтеза наноматериала на основе In2O3 с добавкой 3 % палладия, существенно отличающаяся от распространенных методов – золь-гель синтеза и гидротермального синтеза. Это было связано с тем, что при низких температурах сенсора важнейшее значение приобретает минимизация влияние влажности. Проведение синтеза в водной среде приводит к появлению на поверхности большого количества гидроксильных групп, притягивающих воду. В нашей работе наноматериал был изготовлен прокаливанием целлюлозного волокна, предварительно пропитанного раствором нитрата индия (+3) и нитрата тетраамминпалладия (+2). По данным рентгеновского фазового анализа, порошок, прокален- ный при температуре 500 ºС, состоит преимущественно из триклинной фазы оксида индия (+3). По данным сканирующей электронной микроскопии, образцы во многом сохранили воспроизводимую характерную макроструктуру целлюлозного темплата. Электрофизические характеристики наноматериала, полученные при комнатной температуре, показали возможность определения водорода в воздухе. Предел обнаружения – менее 10 ppm. Выводы: Чувствительность полученного нами сенсора водорода при комнатной температуре больше чувствительности сенсоров, описанными в других публикациях. Влияние влажности на показания сенсора сведено к минимуму.
Фазовый состав и текстура тонких пленок оксида палладия (II), синтезированных на SiO2/Si
Объект исследования – наноструктуры на основе оксида палладия (II). Цель работы – установление влияния условий синтеза на фазовый состав и текстуру тонких пленок оксида палладия (II), синтезированных посредством оксидирования в атмосфере кислорода исходных ультрадисперсных слоев металлического палладия различной толщины на подложках SiO2/Si(100). Выводы: Установлено, что оксидирование исходных ультрадисперсных слоев металлического палладия толщиной ~ 95, ~ 190 и ~ 290 нм в атмосфере кислорода в интервале температур Tox = 873–1123 К приводит к формированию гомогенных поликристаллических пленок оксида палладия (II) на подложках SiO2/Si (100). Показано, что поверхностные слои пленок PdO/SiO2/Si (100) имеют выраженную текстуру (001), степень которой возрастает с ростом температуры оксидирования