Физикохимия поверхности и защита материалов

Исследована абсолютная адсорбция этана на металлорганической каркасной структуре (МОКС) La-BTC, полученной с использованием редкоземельного металла лантана, в интервале давлений 0.1–4 МПа при температурах 303.0, 313.0, 323.0, 333.0 К. В работе приведены экспериментальные данные по адсорбции С₂Н₆ на МОКС La-BTC. Изотермы адсорбции этана на МОКС La-BTC обратимы, адсорбция растет с ростом давления и падает с ростом температуры. Изостеры адсорбции, кривые при постоянной адсорбции, хорошо аппроксимируются линейными функциями в координатах ln p = f(1/T) при всех заполнениях микропор. Рассчитаны зависимости дифференциальных мольных изостерических теплот адсорбции на МОКС La-BTC от адсорбции этана при исследованных температурах. Показано, что МОКС La-BTC является микропористым адсорбентом и может быть использован для выделения этана из природного газа.

Изучены процессы ионизации полярных аминокислот в присутствии солей переходных металлов в качестве катионизирующих агентов. Метод электрораспылительной ионизации был использован для получения и исследования кластерных соединений аминокислот с ионами меди. Обнаружено, что полярные аминокислоты в присутствии ионов меди склонны к образованию полимолекулярных ассоциатов. В полярных аминокислотах также активно проходят процессы фрагментации, такие как декарбоксилирование и деаминирование радикальных аминогрупп. Методами масс-спектрометрии высокого разрешения показано, что при ионизации лизина происходит замыкание радикала аминокислоты в метастабильный цикл с образованием иона NH₄ + COOH.

В настоящей работе представлены результаты квантово-химического моделирования и экспериментального изучения оптических свойств дифильных спиронафтоксазинов в органических растворителях. Впервые разработана предиктивная модель для расчета спектральных характеристик фотохромов данного класса. Показано, что учет многоконфигурационного взаимодействия методом CASSCF позволяет получать информацию о комплексной природе фотоиндуцированных электронных переходов в спиронафтоксазинах.

В работе описаны методологические основы проектирования элементной базы для систем накопления, хранения и транспортировки электрической энергии, позволяющие превысить энергетические, эксплуатационные и электрические характеристики существующих систем. Представленные решения основаны на применении наноматериалов и тонкопленочной технологии для создания перспективных накопителей энергии. Приведены перспективные типы накопителей энергии, их конструкции и перспективные материалы.

Рассмотрены принципы спектральной поляризационной рефлектометрии и эллипсометрии для неразрушающего контроля тонких металл-оксидных наноструктур – рабочих материалов металл-оксидной наноэлектроники. Спектральные измерения рефлектометрических и эллипсометрических параметров позволяют восстановить профиль состава неоднородного по объему слоя металл-оксидного нанокомпозита путем решения интегрального уравнения 1 рода типа Фредгольма. Метод был протестирован при исследовании структуры и состава термооксидного слоя при электроконтактном нагреве тонкой пленки стали на основе системы Fe–18Cr в области низкотемпературного активирования, где при изменении активности окислителя структура, состав и электрические свойства неоднородного поверхностного термооксидного слоя существенно изменяются.

Проведены обобщающие сравнительные исследования по изменению поверхностных, физико-механических свойств биорезорбируемых нитей in vitro и in vivo, реакции тканей на использование шовных материалов с разными сроками биодеструкции: сополимер лактида с гликолидом (ПГЛ), полидоксанон (ПДО), сополимер гликолида и ε-капролактона (ПГК). Определена причина возникновения возможной воспалительной реакции тканей. Процесс биодеструкции для всех нитей начинается с поверхности, сопровождается “выщелачиванием” низкомолекулярных веществ, механизм биорезорбции является фагоцитарным, сами нити рассматриваются биологическими тканями как инородные тела. Однако в зависимости от химического состава шовного материала несколько отличается местная реакция тканей. Так, в случае с ПГЛ наблюдается увеличение числа многоядерных гигантских клеток Пирогова–Лангханса, фагоцитирующих частицы шовного материала, при использовании нитей ПДО – преобладает увеличение числа лимфоцитов с кольцевидным ядром, как и в случае с ПГК-нитей. Реакция тканей зависит и от того, является ли шовный материал мононитью или плетеной. У мононитей явно виден ложемент, соединительнотканный “футляр”; у плетеных нитей – прорастание волокон соединительной тканью, образование гигантских многоядерных клеток, что может привести к образованию гранулем и “соединительных узелков”. Во всех вариантах биорезорбируемых нитей после полной потери прочности они превращаются в оксифильные неоднородные субстанции на гистологических срезах, что подтверждается методом ДСК, отмечается аморфизация надмолекулярной структуры полимеров. На начальных стадиях биорезорбции шовных материалов механизм изменения надмолекулярной структуры полимеров in vivo и in vitro различен: как правило in vitro изменения проходят стадию рекристаллизации, in vivo – постепенную аморфизацию. Поэтому объясним факт, что в условиях биологических тканей прочность нити на разных сроках заживления раны может быть на 5–10% ниже, чем in vitrо, однако находится в пределах доверительных интервалов, что позволяет при необходимости заменять метод in vivo на in vitro до достижения остаточной прочности 50%.