СИНТЕЗ УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБОК С ПОМОЩЬЮ СВЧ: ТЕХНОЛОГИЯ, СВОЙСТВА И СТРУКТУРА

В статье представлен синтез углеродных нанотрубок (УНТ) с помощью СВЧ, обоснована технология и проведено исследование свойства и структуры УНТ. Приведено описание аппаратурно-технологической схемы синтеза и обоснованы режимы СВЧ воздействия на каталитические системы на основе ферроценов (С10H10Fe). Для получения и анализа информации о морфологических особенностях синтезированных УНТ - использован метод сканирующей электронной микроскопии, а также спектроскопия комбинационного рассеяния и методы дифференциальной сканирующей калориметрии. УНТ имею важное значение при модифицировании кремнийорганических матриц в этом отношении в статье имеются исследования, связанные с модифицированием полимеров с помощью синтезированных УНТ. Проводится оценка равномерности распределения УНТ в матрице полимера и исследуется теплопроводность кремнийорганического компаунда при различных концентрациях УНТ. Изменения теплопроводности составляет от 0,2 до 0,32 Вт/м°С при изменении концентрации УНТ от 1 до 7%.

ВЛИЯНИЕ МЕХАНОАКТИВАЦИИ МНОГОСЛОЙНЫХ УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБОК НА ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫХ ЭЛАСТОМЕРОВ

В статье описано использование механоактивированных многослойных углеродных нанотрубок (МУНТ), синтезированных по CVD-технологии на Ni/0.5Mg катализаторе для создания высокоэффективных электронагревателей с эффектом саморегулирования. Механоактивированные с помощью шаровой мельницы МУНТ, используются в качестве электропроводящего наполнителя для эластомеров, таких как каучук с полярными группами C-Cl и кремнийорганический компаунд с полярными Si-O связями. Проведено сравнение влияния механоактиварованных и исходных МУНТ на электрофизические свойства эластомеров - обладающими полярными группами C-Cl и полярными Si-O связями. За счет механоактивации МУНТ удельная объемная электропроводность (σm) кремнийорганического эластомера возрастает от значения 2,2 до 8,1 См∙см-1 при максимальном массовом содержании МУНТ. В случае хлоропренового каучука от 5,2 до 11,2 См∙см-1. Для удельной объемной электропроводности композита σс на пороге перколяции увеличивается для кремнийорганического компаунда с 0,5·10-3 до 0,9·10-2 См∙см-1. Установлено влияние механоактивации МУНТ на тепловыделения эластомеров, которая способствует выравниваю температурного поля при толщине образцов равной 3 мм. Поляризация эластомеров может быть косвенно оценена по величине пускового тока. Представлено теоретическое описание электрофизических свойств эластомеров, модифицированных МУНТ с применением уравнения Ланжевена – Дебая и дифференциального уравнения в частных производных Пуассона.

ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД ХИМИЧЕКИХ ПРОИЗВОДСТВ МЕТОДОМ ДИНАМИЧЕСКОЙ АДСОРБЦИИ

Рассмотрен физико-химический метод сорбции с использованием твердых сорбентов – как эффективный метод удаления загрязняющих веществ из водной среды.

ПОЛУЧЕНИЕ ПЛЕНОК WO3 НА ТИТАНЕ И ГРАФИТОВОЙ ФОЛЬГЕ МЕТОДОМ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО (КАТОДНОГО) ОСАЖДЕНИЯ ДЛЯ ТОПЛИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ И СУПЕРКОНДЕНСАТОРОВ

Существует множество электрохимических и химических методов, которые подходят для изготовления пленок триоксида вольфрама (WO3). Однако многие из них не были глубоко изучены, поэтому отсутствует информация об особенностях технологии нанесения пленок WO3. В статье рассмотрен метод катодного электроосаждения пленок WO3 из синтезированного раствора пероксовольфрамовой кислоты (ПВК) на поверхность терморасширенного графитового (ТРГ) и титанового электродов, выполненных в виде фольги. Выявлена закономерность стадийного восстановления оксидов вольфрама из ПВК. Экспериментально установлена возможность использования пленочного электрода WO3 в качестве материала для электрохимической энергетики, в частности WO3/Ti ‒ защитное покрытие для водородных топливных элементов; WO3/ТРГ – катодный материал для ассиметричных суперконденсаторов. При помощи зарядно-разрядных кривых WO3/ТРГ-электрода, используемого как катод в свободном объеме электролита 1 M KOH, определена удельная емкость суперконденсатора, которая составила 630 Ф/г. Методом электрохимического анализа, определено, что пленки WO3 на поверхности титана увеличивают перенапряжение водорода и защищают от язвенной коррозии при потенциостатической поляризации при потенциале катода топливного элемента.

АНАЛИЗ МЕТОДОВ ДЕТЕКТИРОВАНИЯ УТЕЧЕК МЕТАНА

В данной работе проанализированы существующие методы детектирования утечек метана. Рассмотрены принципы действия инфракрасных камер, а также методы комбинированного рассеяния и абсорбционной спектроскопии.

ДИСТАНЦИОННЫЙ ГАЗОАНАЛИЗАТОР ДЛЯ ДЕТЕКТИРОВАНИЯ УТЕЧЕК МЕТАНА БЕСПИЛОТНЫМИ ЛЕТАТЕЛЬНЫМИ АППАРАТАМИ

В данной статье рассматривается работа дистанционного газоанализатора, работающего по методу абсорбционной спектроскопии. Компактность разработанного устройства позволяет использовать его на бортах беспилотных летательных аппаратов.

О ПРЕДЕЛЬНОЙ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ФОТОСЕНСИБИЛИЗИРУЕМЫХ ГАЗОВЫХ СЕНСОРОВ НА ОСНОВЕ ПОВЕРХНОСТНОГО ПЛАЗМОННОГО РЕЗОНАНСА НА ПЛЕНКАХ ЙОДИДА СЕРЕБРА

В работе на основе молекулярно-кинетической теории проведен анализ опубликовнной ранее работы (С.В. Виноградов, М.А. Кононов, В.В. Савранский, и др. Квантовая электроника, 2003. Т. 33. №8. С. 711–713) о влиянии поверхностной оптической сенсибилизации на величину резонансного угла поверхностного плазмонного резонанса сенсора. В ней было показано, что следовые концентрации молекул сенсибилизатора Арсеназо 3 в воздухе при освещении лазером с длиной волны 543,7 нм исследуемой с помощью поверхностного плазмонного резонанса трехслойной поверхности, верхний слой которой состоит из нанокристаллов йодидов серебра, вызывают на поверхности этих нанокристаллов выделение кластеров металлического серебра, занимающие около 15% площади нанокристалла, содержащие по оценкам настоящей работы около 104 атомов серебра при адсорбции на этом нанокристалле одной молекулы красителя, что приводит к изменению резонансного угла. На основе проведенного анализа объяснен линейный по времени проведения эксперимента на начальном этапе рост отклонения резонансного угла и оценено, что вблизи поверхности сенсора концентрация, вызывающая такое почернение 10% общего количества нанокристаллов, составляет от 4∙105 см–3 за 1 с до 4∙103 см–3 за 100 с, что относится к лучшим опубликованным достижениям, и конкурирует с обонянием живых организмов. Приводится краткий обзор методов и результатов, полученных для следовых концентраций веществ порядка единиц ppt.

СПЕКТРАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ КОМПЛЕКСООБРАЗОВАНИЯ МОЛЕКУЛ ФОТОХРОМНОГО ФУНКЦИОНАЛИЗИРОВАННОГО ХРОМЕНА В РАСТВОРАХ

Проведено спектральное исследование комплексообразования молекул фотохромного функционализированного хромена в ацетонитриле и в водно-ацетонитрильной смеси. Обнаружено, что металлокомплексы хромена в ацетонитрильном растворе проявляют положительный фотохромизм. В водно-ацетонитрильном растворителе вместо фотоиндуцированных металлокомплексов наблюдаются фотоиндуцированное образование протонированных комплексов отрытой формы исследованного фотохромного соединения.

ЛАЗЕРНОЕ МИКРОСТРУКТУРИРОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ МЕДИ

Лазерное микро-наноструктурирование поверхности позволяет придавать материалам новые физические свойства: уменьшается трение в изделиях (до 70%), происходит поверхностное термоупрочнение, увеличивается износостойкость и улучшаются скоростные характеристики изделий. Поэтому важно математическое прогнозирование характеристик профиля наносимых поверхностно-периодических структур (глубина и размеры лунок) для выбора режимов работы импульсного лазерного комплекса при изготовлении изделий с конкретной оптимальной микроструктурированной поверхностью. В статье рассмотрено использование закона Бугера-Ламберта-Бера для расчета геометрии профиля поверхностной микроструктуры, нанесенной одиночными лазерными импульсами на лабораторный образец из меди. В опубликованных материалах по теме микрострукттурирования поверхности импульсными лазерами приведены пороговые значения интенсивности лазерного излучения при которых происходит испарение материала лабораторного образца. Закон Бугера-Ламберта-Бера описывает ослабление интенсивности лазерного излучения при распространении его в поглощающей среде. Для обеспечения точности расчетов было произведено измерение средней мощности лазерного излучения и коэффициента отражения медного образца. На основании экспериментальных данных было получено значение показателя поглощения меди. Для проверки корректности расчетов на лабораторные образцы из меди лазером было нанесено два варианта микроструктуры. Сравнение результатов расчета геометрии профиля микроструктуры и результатов эксперимента показало наличие сходимости. Представленная методика может быть использована для прогнозирования профиля поверхностных микроструктур и для других материалов.

ВАРИАЦИОННО-РОТАЦИОННАЯ АНИЗОТРОПИЯ КАК НОВЫЙ ПОДХОД К КОЛИЧЕСТВЕННОЙ ОЦЕНКЕ СТЕПЕНИ МОРФОЛОГИЧЕСКОЙ ГЕТЕРОГЕННОСТИ ПОВЕРХНОСТИ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ

В работе представлен новый подход к количественной оценке степени морфологической гетерогенности полимерных материалов, основанный на анализе наблюдаемых при плоском вращении экспериментальных образцов изменений средних значений, среднеквадратичных отклонений и средних коэффициентов вариации яркостей пикселей изображений, формируемых средствами сканирующей электронной микроскопии (СЭМ).