Коллоидный журнал

Технология магнитореологического полирования широко применяется при обработке высокоточных оптических элементов. Одним из определяющих факторов в технологии магнитореологического полирования является природа и качество наноабразива в составе магнитореологической суспензии. В данном исследовании разработан способ золь-гель синтеза наносфер аморфного диоксида кремния, применяющегося в качестве наноабразива при магнитореологическом полировании водорастворимых кристаллов, используемых для изготовления нелинейно-оптических элементов лазерной техники. Технический результат достигнут введением в состав магнитореологической суспензии синтезированного наноабразива диоксида кремния. Представлены физико-химические характеристики полученного наноабразива. Результаты электронной микроскопии подтверждают сферическую морфологию частиц SiO₂, а также установлено распределение частиц по размерам, варьирующееся в пределах 40–60 нм, что обеспечивает однородность и качество обработки поверхности оптических элементов магнитореологической суспензией. Структурные свойства наноабразива SiO₂ были исследованы методом рентгеновской порошковой дифракции. Введение в состав магнитореологической суспензии наноабразива SiO₂ позволило достичь высокого качества обработки и чистоты поверхности, а также обеспечило финишное полирование поверхности монокристаллов KDP до значения шероховатости не более 6 Å. Результаты работы представляют интерес для оптимизации процесса и совершенствования технологии магнитореологического полирования.

Методом пропитки поверхности монокристаллического кремния прекурсорами (водным раствором соответствующей соли) были синтезированы наночастицы золота, никеля и платины. Исследована морфология образовавшихся наноструктурированных покрытий, определены электронное строение и адсорбционные свойства синтезированных наночастиц по отношению к Н₂, О₂, Н₂О. Было установлено, что окисленные наночастицы никеля восстанавливаются молекулярным водородом, а беспримесные наночастицы платины окисляются молекулярным кислородом уже при комнатной температуре, что не наблюдается для частиц, нанесенных аналогичным способом на высокоориентированный пиролитический графит. Также нами было обнаружено, что образование молекул воды на наночастицах золота при взаимодействии с Н₂ и О₂ протекает в две стадии в отличие от трехстадийного процесса (последовательная экспозиция в Н₂, О₂, Н₂), характерного для наночастиц, нанесенных на графит. Различия адсорбционных свойств наночастиц одного типа, нанесенных на графит и кремний, связаны с адсорбцией значительного количества тестовых газов на последнем.

Методом динамического рассеяния света исследованы водные растворы Pluronic P123 при варьировании температуры, растворителя и добавок кверцетина. Выявлены существенные изменения среднего размера частиц и индекса полидисперсности в зависимости от условий.  Изучено влияние температуры на мицелообразование блоксополимера в водном растворе в интервале T=15-45 ºС, наиболее часто рассматриваемом при использовании Р123 в золь-гель синтезе кремнеземов. Наиболее существенное влияние температуры на мицеллообразование рассматриваемого ПАВ отмечено при T=15-20°C. При этом распределение интенсивности рассеяния по размерам полимодально, что указывает на присутствие в системе макромолекул, мицелл и их агрегатов. Дальнейший рост температуры до 45°C не приводит значительному изменению размера частиц. В водных растворах в интервалах температур 21-25 и 35-40°C формируются мицеллы с узким распределением по размерам (минимальным индексом полидисперсности). Отмечено значительное влияние добавок алканолов и полифенольных веществ, как солюбилизатов, способных влиять на структуру мицелл как в их объеме, так и на поверхности полярных частей ПАВ. Показано, что в присутствии бутанола-1 наблюдается стабилизация мицелл при температурах 15-20°C. При T>30°C происходят перестройки структуры мицелл. По мере увеличения доли бутанола-1 в растворе его влияние проявляется при меньших температурах. Отмечено, что этанол оказывает деструктивное действие на мицеллы. Добавки кверцетина проявляют противоположный стабилизирующий мицеллы эффект, приводящий к формированию однородной структуры ПАВ. Показано, что, варьируя состав растворителя, можно контролировать связывание флавоноида с мицеллой за счет изменения сольватации. Наибольшее влияние кверцетина на структурообразование P123 отмечено при составе растворителя, отвечающему мольному соотношению этанола и блоксополимера n(EtOH):n(P123)=80:1.

Синтезировано три образца магнитной жидкости на основе частиц магнетита, стабилизированных двойным слоем ПАВ в воде. Для стабилизации образцов использовались лауриновая, олеиновая кислоты и их соли в трёх различных сочетаниях. У синтезированных образцов была измерена вязкость в зависимости от концентрации, температуры и скорости сдвига. С ростом температуры вязкость образца жидкости, стабилизированного двойным слоем лауриновой кислоты, не убывает относительно вязкости воды, как это наблюдалось ранее для классических магнитных жидкостей, а растет. У образца, стабилизированного двумя слоями лауриновой и олеиновой кислот, температурная зависимость относительной вязкости имеет немонотонный вид. Относительная вязкость образца, стабилизированного двойным слоем олеиновой кислоты, практически не зависит от температуры.

Для определения концентрации образцов выполнялись измерения кривых намагничивания с последующим их гранулометрическим анализом. Установлено, что дисперсный состав образцов при их разведении остается неизменным. Обнаружено, что с увеличением концентрации магнитной жидкости ее начальная магнитная восприимчивость растет медленнее, чем это предсказывает модель модифицированного эффективного поля. В отличие от модели МЭП (и не только ее), коэффициент при квадратичном члене в разложении начальной восприимчивости в ряд по восприимчивости Ланжевена оказался существенно меньше 1/3. Таким образом, для описания свойств магнитных жидкостей, стабилизированных с помощью двойного слоя ПАВ, требуется построение новых теорий диполь-дипольного взаимодействия частиц.

Показано, что коллоидная система Pd(Acаc)₂ – mod – H₂, где mod – хиральные стабилизаторы молекулярного (8S,9R)-цинхонидин, (-)-Сin, и ионного (-)-Cin*HCl и (-)-Cin*2HCl типа, активна в асимметрическом гидрировании N-ацетил-α-амидокоричной кислоты (α-ААКК) при комнатной температуре и давлении Н₂ 5атм. В присутствии протонированных форм цинхонидина наблюдалась реакция этерификации продукта N-ацетилфенилаланина (N-АФА). Избыток R-(-)-энантиомера N-ацетилфенилаланина достигает 78% на системе Pd(Acac)₂ – (-)-Сin – H₂ при отношении (-)-Сin/Pd = 1.5, тогда как протонированные формы хинного алкалоида в качестве модификаторов каталитической системы  показывают меньшую эффективность в отношении хиральной индукции. С применением РФА и ПЭМ ВР установлено формирование наночастиц палладия со средними размерами 5.3 ± 0.8 нм и 4.2 ± 0.5 нм для систем Pd(Acаc)₂ – (-)-Cin – H₂ и Pd(Acac)₂ – (-)-Сin *HCl – H₂ соответственно.

In the present work, the volumetric and conductometric studies to find the interactions between amino acids DL-Valine and DL-serine with cationic and anionic surfactants, cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) and sodium dodecyl sulphate (SDS) in aqueous solutions at different temperatures and atmospheric pressure were carried out. The effect of pre- and post-micellar concentrations of surfactants on the physicochemical properties was also studied. The densities measured experimentally were used to calculate the thermodynamic parameters such as the apparent molar volumes, f_v, partial molar volumes, f⁰_v, transfer volumes, f⁰_v (tr), and partial molar expansibilities, f⁰_E at temperatures from 288.15 to 303.15K while the conductivity data obtained at different temperatures from 293.15 to 318.15K were used to obtain the molar conductivities (Λo ) as well as  limiting molar conductivities from specific conductivities which reflect the interaction prevailing within the studied systems. In addition, the UV-visible absorption spectroscopy at 298.15 K has also been performed in the presence of fluorescein to study the interaction within above mentioned systems.

The present article deals with the modulation of electroosmotic flow (EOF) and transport of ionic species within soft nanochannels. The power-law model is adopted to consider the non-Newtonian nature of bulk electrolyte. The soft layer grafted along the rigid walls often bears ionizable functional groups, which in turn leads to the net volumetric charge. Besides, the dielectric permittivity of the soft layer is in general lower than that of the ambient electrolyte solution, which in turn leads to ion partitioning effect. The net volumetric charge within the soft polymeric layer coated along the channel walls may be moderate to large. For such a case, the ion steric effect may play a pivotal role on the modulation of electrostatic potential and thereby the flow field across the channel. In the present article, we aim to study the flow modulation across the soft nanochannels considering all such intrinsic effects. The mathematical model is based on modified Poisson-Boltzmann equations based on Carnahan-Striling model, Cauchy momentum equation for flow field. The governing equations are solved via a suitable numerical scheme based on finite difference method to calculate the electrostatic potential as well as flow velocity. We further analyze the impact of pertinent parameters on the flow modulation and ion selectivity parameter.