Поиск

Полнотекстовый поиск:
Где искать:
везде
только в названии
только в тексте
Выводить:
описание
слова в тексте
только заголовок

Рекомендуем ознакомиться

'Доклад'
Осуществление муниципального земельного контроля за использованием земель на территории муниципального образования город Губкинский проводится в соот...полностью>>
'Семинар'
Врач-диетолог. Специализация — лечение ожирения и коррекция избыточного веса. Окончил Московский государственный медицинский институт им. Н.И. Пирогов...полностью>>
'Документ'
Прибытие  в Минск. Встреча на ж. д. вокзале. Завтрак. Экскурсия   «Минск-столица Республики Беларусь» столицы Республики Беларусь. Архитектурные памят...полностью>>
'Документ'
Весёлой, доброй, молодой! Довольной жизнью и счастливой, Беспечной, искренней, родной! Немало, сын мой, будет в жизни сложной Нападок разных, сплетен...полностью>>

Самоорганизующихся структуры на основе секторообразных макромолекул – дендронов для создания новых функциональных материалов

Главная > Документ
Сохрани ссылку в одной из сетей:

САМООРГАНИЗУЮЩИХСЯ СТРУКТУРЫ НА ОСНОВЕ СЕКТОРООБРАЗНЫХ МАКРОМОЛЕКУЛ – ДЕНДРОНОВ ДЛЯ СОЗДАНИЯ НОВЫХ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Бакиров А.В.а, Щербина М.А. а, Якунин А.Н. а, Xiaomin Zhuб, Uwe Beginnб,

Martin Möllerб, Чвалун С.Н. а

а Научно - Исследовательский Физико – Химический Институт им. Л.Я. Карпова

105064, г. Москва, ул. Воронцово поле, д. 10

бInstitute of Technical and Macromolecular Chemistry, RWTH Aachen, Germany

Самоорганизующиеся системы на основе солей бензолсульфоновой кислоты представляют собой пример так называемых «умных» материалов, которые реагируют на внешние воздействия: температуру, давление, электрическое и магнитное поля, pH растворителя и т.д. На рис.1 приведены соли цезия бензолсульфоновой кислоты, способные к самоорганизации с различным присоединением фокальной группы

Frame1Frame2Frame3Frame4Frame5Frame6Frame7Frame8Frame9Frame10Frame11Frame12Frame13Frame14Frame15Frame16Frame17Frame18Frame19Frame20Frame21Frame22Frame23Frame24Frame25Frame26Frame27Frame28Frame29Frame30Frame31Frame32Frame33Frame34Frame35Frame36Frame37Frame38Frame39Frame40Frame41Frame42Frame43Frame44Frame45Frame46Frame47Frame48

Рис. 1. Химическая формула изученных солей цезия бензолсульфоной кислоты.

Методами рентгеновского рассеяния под малыми и большими углами, дифференциальной сканирующей калориметрии и поляризационной оптической микроскопии были изучены соли бензолсульфоновой кислоты с различными ионами и способами присоединения сульфоновой группы. Также были исследованы образцы, содержащие ненасыщенные функциональные группы на концах алкильных заместителей, способные к химическому сшиванию.

Рентгеноструктурный анализ солей цезия, натрия, лития и калия показал, что при низкой температуре существует упорядоченная колончатая oh фаза с мезогенными группами организованными в колонны. При повышении температуры, как правило, наблюдали переход в неупорядоченную колончатую фазу hd. Температурные рентгенографические исследования в больших и малых углах ориентированных образцов показали, что переход порядок - беспорядок внутри колонны является кооперативным процессом, включающим последовательное ”плавление” алифатических окончаний и мезогенных групп, и сопровождается значительным уменьшением диаметра, которое составило 10 – 25% в зависимости от типа иона и присоединения алкильных окончаний. Вероятное объяснение состоит в коллапсе центрального канала при нагревании, более того наблюдаемый процесс достаточно быстрый (несколько минут) и обратимый. Причем кинетический фактор напрямую связан с присутствием воды, как вещества, заполняющего пространство в канале, заполненном ионами щелочных металлов. Данное явление открывает большие перспективы для использования соединений на основе бензолсульфоновой кислоты в качестве наноактуаторов, или «умных» ион-селективных мембран.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (Грант № 08-03-01095-а)

Ферромагнитные полупроводники в наноразмерном состоянии:

синтез, свойства, перспективы применения

Бамбуров В.Г.

Институт химии твердого тела УрО РАН, 620041, Екатеринбург, ул. Первомайская, 91

Ферромагнитные полупроводники как функциональные материалы для электроники продолжают привлекать исследователей своими уникальными возможностями для направленных преобразований энергетических потоков. Тем более, что ожидаемый скачек в развитии элементной базы микроэлектроники связывается с освоением нанотехнологий, когда размеры активных областей электронных структур окажутся менее 100 нм и будут сравнимы с длиной свободного пробега электрона. Как известно, в современной вычислительной технике реализуется идея «один электрон – один бит информации», что является последней ступенью развития элементов памяти для цифровых схем. И дальнейшее развитие этой идеи предполагает спиновая электроника, в которой элементарным носителем информации является спин электрона, а кодирование информации сводится к закреплению пространственной ориентации спина носителя тока относительно внешнего магнитного поля, что одновременно послужит достижению миниатюризации электронных схем и повышению информационной плотности операционных логических систем.

Открытие фкрромагнетизма в монооксиде европия EuO, обладающего к рому же полупроводниковой проводимостью [1], привлекло внимание исследователей к этому соединению в связи с необычностью его электронного строения. Находясь в наименьшей для редкоземельных металлов степени окисления, Eu2+ оказался обладателем максимального из возможного количества неспаренных электронов на 4f – электронном уровне. Этот факт обеспечил необычный ферромагнетизм монооксида европия и колоссальный атомный магнитный момент в 7 магнетонов Бора, что породило все возрастающий интерес к синтезу и исследованию свойств этого простого по строению соединения. Кубическая типа NaCl структура, совпадающая с магнитной решеткой этого соединения, открывает широкие перспективы для направленного изменения его функциональных характеристик. Поскольку магнетизм EuO обусловлен электронами внутренних 4-f оболочек ионов европия, радиус которых (≈0,04 нм) мал по сравнению с межкатионными расстояниями в ГЦК – решетке, а сами 4f- электроны экранируются валентными 5d25p6 – оболочками, магнитное взаимодействие между ближайшими катионами европия не может осуществляться за счет прямого перекрывания орбит 4f – электронов. Оно реализуется благодаря наличию у катионов Eu2+ незаполненных 5d – оболочек, радиус которых достаточен для перекрывания волновых функций ближайших соседних катионных узлов кристаллической решетки, обеспечивая «прямой возбужденный обмен» [2] при 68 К.

В работе рассмотрены условия получения EuO в виде кристаллов, керамики тонкопленочных покрытий. Исследованы возможности улучшения функциональных особенностей этого соединения путем синтеза на его основе твердых растворов, композиционных материалов, гетероструктур с металлами, обладающими сверхпроводимостью. Полученные результаты открывают дополнительные возможности для предполагаемых приложений в области электроники и радиотехники для создания элементов памяти на оптико-магнитной основе реализации процессов записи и считывания информация информации, На основе гетероструктур реализованы многоканальные датчики для измерения изменяющихся магнитных и электрических полей.

1.Mattias B.T., Bozorth R.M., van VlecK J.H.//Phys, Rev.Lett. 1966/ V.7.P.160.

2.Гуденаф Дж. Магнетизм и химическая связь. М.: Металлургия, 1967. 648 с.

Нанокомпозиты на основе эпоксидной смолы и частиц двуокиси кремния

Барабанова А.И.*, Шевнин П.Л.**, Пряхина Т.А.*, Попова Н.А.*, Завин Б.Г.*, Выгодский Я.С.*, Аскадский А.А.*, Филиппова О.Е.**, Хохлов А.Р.**

*Институт элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова РАН,

119991, г. Москва, ГСП-1, ул. Вавилова 28

**Физический факультет Московского государственного университета им. М.В.Ломоносова, 119992, ГСП-2, Москва, Ленинские горы

Добавление неорганических наполнителей может привести к улучшению механических свойств полимеров. Исключительно большая площадь межфазной поверхности между наноэлементами и полимерной матрицей коренным образом отличает нанокомпозиты от традиционных композитов, а природа взаимодействия на границе полимер–наночастица является одним из главных факторов, определяющим конечные свойства наноматериалов.

Цель данного исследования состояла в изучении влияния характера взаимодействия между поверхностью наночастиц и полимерной матрицей на коэффициент термического расширения и температуру стеклования нанокомпозитов. Диэпоксид тетрагидробензилового эфира тетрагидробензойной кислоты был использован в качестве полимерной матрицы, а сферические наночастиц SiO2 ( 10 нм) с различными функциональными группами на их поверхности – в качестве неорганического наполнителя. Модификация поверхности SiO2 происходит в результате реакции между SiOH-группами на поверхности частиц и алкокси-группами модификатора. В качестве модификаторов использовали фенилтриметоксисилан, этоксипропилтриэтоксисилан и ангидрид 3-(триэтоксисилил)-пропилянтарной кислоты. Поверхностные фенильные группы промотируют диполь-дипольное взаимодействие между наночастицами и полимерной матрицей. Поверхностные простые эфирные группы формируют водородные связи с эпоксигруппами. Ангидридные группы способны образовывать ковалентные связи с эпоксигруппами. Показано, что введение 20 вес.% наночастиц с фенильными и эфирными группами не приводит к заметному увеличению Тст нанокомпозитов по сравнению с ненаполненной эпоксидной смолой. Наиболее сильный эффект наполнителя – повышение Тст до 180°С - достигнут при ковалентном связывании наночастиц с эпоксидной матрицей.

Водорастворимые клеевые составы, модифицированые Na-монтмориллонитом.

Б.З. Бештоев, А.К. Микитаев

Научно-исследовательский физико-химический институт им. Л. Я. Карпова, Москва, ул. Воронцово поле, 10

Клеевые композиции используются практически во всех сферах жизнедеятельности человека. Среды и условия применения клеевых составов разнообразны, потому целесообразно придание клеям необходимых физико-химических и эксплуатационных характеристик: стабилизации состава, увеличения срока жизнеспособности, связывания вредных выделений, пластификации, увеличения или уменьшения вязкости и т.д. Это достигается за счет введения в них дополнительных компонентов – модификаторов, которыми могут выступать: глицерин, каолин, сорбит. Так, для увеличения вязкости клеевой композиции зачастую используют соли натрия, полиакриламид или эфиры целлюлозы, а в случае необходимости уменьшения вязкости используется карбамидные добавки. Для избежания возможного возрастания вязкости во времени, используются добавки салициловой кислоты или дициандиамида, повышающих стабильность клея. Широкое применение имеет одно из натриевых соединений - десятиводный тетраборат натрия (бура). Это вещество используется для модификации вязкости клеящего раствора, адгезионной способности, скорости проклейки и для придания клеевой пленке тиксотропных свойств. Немаловажным является антисептическое действие буры, так как показатель стойкости против воздействия микроорганизмов зачастую является определяющим при выборе клея. [1-4].

При производстве клеев в качестве модификаторов нашли применение и хлориды двухвалентных металлов – хлорид кальция, хлорид меди, хлорид магния. Хлориды меди и магния используются преимущественно в качестве антисептиков[5]. Введение в состав полисахаридной клеевой композиции хлорида кальция (7% от общей массы) модифицирует различные характеристики клея. Благодаря высокой гигроскопичности модификатора, клеевому шву сообщается гибкость, стойкость против растрескивания, большая стабильность при изменении влажности, а также наблюдается сдвиг равновесного состояния между атмосферной влагой и влагой в клеевой пленке, в сторону содержания ее в последней.

В качестве модификаторов используются и наноразмерные наполнители. Так, в данных целях применяется Na-монтмориллонит Герпегежского месторождения – нальчикит, (Кабардино-Балкарская республика). Введение в клеевую полимерную матрицу данного наполнителя позволяет изменить физико-механические характеристики клеевой композиции. Использование наноразмерного слоистого силиката (0,5% от общей массы), позволило модифицировать такие характеристики, как: сопротивление расслаиванию, условную вязкость, атмосферостойкость.

Список литературы:

1. Петрова А.П. Клеящие материалы. Справочник /Под ред. чл.-корр. РАН, д-ра техн. наук Е.Н. Каблова, д-ра техн. наук С.В. Резниченко. М.: ЗАО “Редакция журнала “Каучук и резина” (К и Р), 2002. - 196 с.

2. Свойства клеев// Журн. Технология полимерных материалов. (Пластмассы. Ионообменные материалы). – Ростовский Государственный Университет. 2005, №3

3. Григоренко А., Мишуров Д., Авраменко В., Близнюк А. Полимерные водорастворимые клеи. Упаковка. 2003, №5. 18-20.

4. Бештоева С.А. Химическая модификация гуммиарабика и клеевые композиции на его основе. Материалы II-й Всероссийской научно-практической конференции. - Нальчик: КБГУ, 2005, 322с.

5. Комаров Г. В., Кардашов Д. А., Петрова А. П.. Полимерные клеи. Создание и применение. – М.: Химия, 1983, 182с.

МОДИФИКАЦИЯ ХИТОЗАНА БИОРАЗЛАГАЕМЫМИ АЛИФАТИЧЕСКИМИ ПОЛИЭФИРАМИ.

Т.Б.Богомолова, Н.В.Козлова, В.С.Щирец, Е.И.Ахметьева, Д.К.Поляков, С.Н.Чвалун

Федеральное государственное унитарное предприятие «Научно-исследовательский физико-химический институт им.Л.Я.Карпова», 105064 Москва, ул.Воронцово поле 10, e-mail: bogomol@

Хитозан – продукт дезацетилирования природного полимера – хитина является, благодаря биосовместимости и частичной биоразлагаемости, перспективным компонентом для создания биопластиков на основе сополимеров и композитов с синтетическими полимерами. Цель настоящей работы – синтез сополимеров хитозана и биоразлагаемых алифатических полиэфиров с регулируемыми гидрофильно-гидрофобными и физико-механическими свойствами, пригодных для последующего использования в биомедицинских целях.

Работа проводилась по двум направлениям: модификация хитозана боковыми цепями алифатических полиэфиров путём проведения прививочной поликонденсации оксикислот и полимеризация лактонов в присутствии добавок хитозана и его производных. Прививочную поликонденсацию d,l-молочной и гликолевой кислот на хитозане проводили при термообработке хитозановых плёнок, сформованных из растворов хитозана в водных растворах соответствующих оксикислот в широком диапазоне соотношений компонентов.

Методом ИК-спектроскопии установлено образование амидных связей между звеньями хитозана и молекулами оксикислоты, а также эфирных связей в линейных цепочках поликислоты в термообработанных плёнках. На основании количественного анализа ИК-спектров и данных гравиметрии рассчитаны степени ацилирования модифицированного хитозана и средняя длина боковых полиэфирных цепочек в зависимости от исходного содержания оксикислоты в наполненных плёнках.

Изучение сорбционных свойств плёнок модифицированного хитозана показало, что графтирование полиоксикислотами понижает степень набухания в воде. Методами РСА и АСМ исследованы изменения кристаллической структуры и поверхностных свойств плёнок хитозана, графтированного полиоксикислотами. Показано,что прививка боковых цепей приводит к аморфизации структуры хитозана. После удаления модифицирующего агента первоначальная кристаллическая структура восстанавливается, что свидетельствует об отсутствии поперечных сшивок.

Совместную полимеризацию хитозана с лактонами: d,l-лактидом и -капролактоном проводили в массе без добавления катализаторов и растворителей в стеклянных ампулах, запаянных в вакууме. Полимеризация проходила в гетерогенных или гомогенных условиях в зависимости от природы лактона и химической формы (в виде основания или соли) взятого хитозана. Полимеры исследовали методами ГПХ, УФ- и ИК-спектроскопии. Показано, что при гетерогенном процессе полимеризация лактонов инициируется доступными функциональными группами хитозана, в результате чего на поверхности хитозана образуется гидрофобное полиэфирное покрытие. В гомогенном процессе параллельно с полимеризацией лактона проходят реакции межцепного обмена с участием -гликозидных связей хитозана. Образуется блочный сополимер хитозана и полилактона, который полностью растворим в органических растворителях.

Работа выполнена при поддержке РФФИ. (06-03-325-01-а, 07-03-135-44-офи).

Получение и исследование оптических свойств фотонно-кристалических структур на основе SnO2

Бондаренко С.А., Каргин Н.И., Бондаренко Е.А., Гусев А.С.

ФГУП «Научно-исследовательский физико-химический институт им. Л.Я. Карпова»

Исследование оптических сред с упорядоченным расположением оптических неоднородностей представляет собой новое научное направление, активно начавшее развиваться лишь в последние годы, когда, с одной стороны, появились новые возможности, связанные с получением фотонных кристаллов (ФК), а с другой - теоретическое понимание открывающихся в связи с этим научных и технических перспектив. Уникальность свойств ФК связана с наличием у них зон энергетического спектра запрещенных для распространения электромагнитных волн, вследствие брэгговской дифракции на границах раздела.

Настоящая работа посвящена получения и исследованию структурных и оптических свойств инвертированных фотонно-кристаллических структур на основе SnO2. Выбор в качестве основы ФК диоксида олова связан с его высокой прозрачностью в видимой, ближней ИК- и УФ-области спектра, возможностью создания на его основе прозрачных структур с высокой проводимостью, низковольтных катодолюминесцентных материалов, а также высокой электрофизической активностью к адсорбции различных газов.

Процесс получения инвертированных фотонно-кристаллических структур на основе SnO2 состоял из четырех этапов. На первом этапе методом вертикального осаждения на стеклянную подложку под действием капиллярных сил были получены пленочные ФК из микросфер полистирола (полидисперсность 2%), со средним диаметром 400 нм. На втором этапе образцы изотермически выдерживали при температуре 120°С в течение 1 часа для удаления физически адсорбированной воды и преданию им необходимой прочности.

На третьем этапе осуществлялась пропитка пустот пленочных ФК насыщенным спиртовым раствором SnCl2 и сушка на воздухе при комнатной температуре в течение суток. На заключительном этапе, образцы медленно нагревались и изотермически выдерживались при 550°С в течение 10 часов. Термическая обработка приводила к одновременному протеканию двух процессов: удалению микросфер полистирола и пирогидролитическому разложению SnCl2 до SnO2.

В результате были получены образцы с характерной яркой иризацией. Исследование структуры проводили на атомно-силовом микроскопе NTEGRA. Результаты исследования показали, что полученные пленочные образцы ФК состоят из отдельных высокоупорядоченных областей (доменов), средний размер которых может достигать 100 мкм2. Доменные области образованны материалом с сетью сферических пустот, упакованных в гексагональную структуру.

Измерения оптического пропускания выявили наличие фотонной стоп-зоны в видимой области спектра. При изменении угла падения возбуждающего излучения на ростовую поверхность кристаллов наблюдалось смещение фотонной стоп-зоны в коротковолновую область. Показано, что зависимость квадрата длины волны, соответствующей минимуму пропускания, от квадрата синуса угла падения излучения, описывается прямой линией, что согласуется с модифицированной для ФК формулой Вульфа-Брэггов.

В дальнейшем планируется получение инвертированных ФК на основе SnO2, легированного редкоземельными элементами и исследование направленности их люминесценции, а также проведения исследования газочувствительных свойств пористых опалоподобных структур на основе SnO2.

Электронно-лучевое парофазное нанесение

тонких полимерных пленок и наноструктур

М.А. Брук, Е.Н. Жихарев*, А.В. Спирин, И.А.Волегова, А.В. Спирин, Э.Н. Телешов, В.А. Кальнов*

Научно-исследовательский физико-химический институт им. Л.Я.Карпова, Москва

105064 , ул.Воронцово, поле,10

*Физико-технологический институт Российской академии наук

117218, Москва, Нахимовский просп., 36/1

Тонкие полимерные пленки и наноструктуры, нанесенные на поверхность твердых субстратов, находят всё более широкое применение в науке и технологии. Важной областью их использования является микро- и наноэлектроника, где они применяются в качестве резистов, диэлектрических, защитных, полупроводящих и проводящих элементов. Весьма актуальной задачей, особенно в связи с необходимостью миниатюризации элементов микросхем, является разработка альтернативных растворному методов нанесения тонких пленок и наноструктур. Одним из таких методов является разрабатываемый нами метод полимеризации из паровой фазы под действием электронного луча при энергии электронов 1-100 кэВ (метод E-VDP - E-beam Vapour Deposition Polymerization).

Методом E-VDP в специальной камере, помещенной в сканирующий электронный микроскоп, с использованием паров широкого круга виниловых мономеров нами впервые синтезированы сплошные довольно однородные полимерные пленки различной толщины в интервале от 0.1 до 10 мкм на поверхности различных подложек (монокристаллические пластины кремния, те же пластины с поверхностным слоем диоксида кремния, нитрида кремния, золота и т.п.). Давление паров мономеров составляло 5-20 торр. Предполагается, что при плотностях тока в электронном пучке 1-10 мкА/см2 формирование пленок протекает по адсорбционному радикально-цепному механизму. При плотностях тока 103 мкА/см2 и более заметный вклад в формирование пленок вносит полирекомбинационный механизм осаждения, приводящий к эффективному сшиванию макромолекул. Соответственно, изменение плотности тока позволяет из одного и того же мономера получать пленки, разительно отличающиеся по структуре и свойствам.

С использованием остросфокусированного электронного пучка проведено нанесение высокоразрешающего изображения на основе различных полимеров. Показано, что при этом происходит существенное (в несколько раз) уширение элементов наносимого изображения по сравнению с диаметром падающего луча, что обусловлено важной ролью в формировании депозита вторичных и обратнорассеянных подложкой электронов, При высоких плотностях тока (104 мкА/см2 и выше) удается получать изображение и из прекурсоров, неспособных к цепной полимеризации, например, насыщенных углеводородов. Осаждение при этом по-видимому идет по адсорбционному полирекомбинационному механизму. С использованием некоторых металлсодержащих прекурсоров проведено нанесение проводящих и полупроводящих микро- и наноструктур, содержащих нанокомпозиты металлов (Fe, Sn, Ti), проводимость которых можно изменять в широких пределах, варьируя условия осаждения.



Скачать документ

Похожие документы:

  1. И о. генерального директора фгуп «нифхи им. Л. Я. Карпова» А. К. Будыка 2008 г. Решение

    Решение
    Всероссийской конференции по физической химии и нанотехнологиям «НИФХИ-90» (с международным участием), посвящённой 90-летию образования Карповского института

Другие похожие документы..