2021, том 83, № 1

Фотоиндуцированное изменение гидрофильности поверхности тонких пленок

А. В. Рудакова, А. В. Емелин

Полный текст пока не восстановлен.

Аннотация

Выполнен обзор литературы по исследованию явления фотоиндуцированного изменения гидрофильности поверхности тонких пленок оксидов металлов, лежащего в основе способности фотоактивных материалов к самоочищению. Новизна работы состоит в обобщении и критическом анализе обширного материала по представленной тематике с момента открытия в 1997 г. эффекта фотоиндуцированной супергидрофильности диоксида титана до настоящего времени. Изложена суть явления, описаны предлагаемые механизмы эффекта, приведены примеры влияния различных факторов на кинетику и термодинамику данного фотопроцесса. Предложен механизм процесса, основанный на фотоактивации и фотодезактивации поверхностных центров, ответственных за последующую реструктуризацию адсорбированных молекул воды в полислойном гидроксильно-гидратном покрове на поверхности оксидных пленок, приводящую к изменению свободной поверхностной энергии и, как следствие, гидрофильности поверхности. В заключение рассмотрены возможные пути управления смачиваемостью поверхности фотоактивных материалов с помощью света, среди которых особо отмечен способ создания гетероструктурных покрытий.

Аннотация

Макропористые упруговязкие криогели поливинилового спирта (ПВС) образуются в результате криогенной обработки (замораживание/выдерживание в замороженном состоянии/оттаивание) концентрированных растворов этого полимера. Такие материалы представляют значительный научный и прикладной интерес. То же самое относится и к различным комплексным и композиционным криогелям ПВС, содержащим, соответственно, растворимые и нерастворимые (наполнители) добавки. В данной работе получен и исследован новый тип органо-неорганических гибридных криогелей ПВС, содержащих кремнеземные компоненты. Эти гибридные криогели образовывались в результате реакции силиката натрия с соляной кислотой, вводимых в водный раствор ПВС непосредственно перед его криогенной обработкой, т.е. когда трансформация неорганических компонентов происходила одновременно с криотропным гелеобразованием ПВС. Установлено, что физико-механические свойства полученных образцов, их теплостойкость и макропористая морфология зависят от концентрации неорганических добавок и температурных условий криогенного процесса. При этом выявлено существенное влияние образующегося NaCl, а также дополнительно поляризованных водородных связей между OH-группами ПВС и силанольными группами образующихся in situ поли/олигокремниевых кислот на характеристики формирующихся в результате гибридных криогелей.

Порог перколяции в полимерных нанокомпозитах

В. И. Иржак

Полный текст пока не восстановлен.

Аннотация

Проанализированы два подхода к расчету величины порога перколяции в полимерных нанокомпозитах – теория исключенного объема и модель, предложенная Ли и Кимом. Показано, что первый подход позволяет получать ориентировочную оценку порога, а второй приводит к простым формулам, которыми можно пользоваться, но с существенными поправками. Во-первых, необходимо учитывать результат решения задачи об узлах на решетке, во-вторых, более корректно усреднять ориентацию анизодиаметричных наночастиц. Проанализирована роль межфазных слоев.

Аннотация

Методом молекулярной динамики исследованы конформационные изменения полиамфолитных и однородно заряженных полипептидов, адсорбированных на поверхности поляризованного в поперечном направлении нанопровода, в том числе, при вращении вектора поляризующего электрического поля. На поверхности поляризованного в поперечном направлении нанопровода наблюдалось вытягивание макромолекулярной опушки полиамфолитного полипептида в направлении поляризации, а однородно заряженный полипептид смещался в поляризованную область поперечного сечения с зарядом, противоположным знаку заряда звеньев макроцепи. Отношение толщины опушки в направлении поляризации к ее толщине в ортогональном направлении в поперечном сечении оказалась тем больше, чем больше расстояние между разноименно заряженными звеньями в полиамфолитном полипептиде. Во вращающемся вокруг оси металлического нанопровода электрическом поле наблюдается вращение в том же направлении вокруг нанопровода адсорбированных на его поверхности однородно заряженных полипептидов, а также полиамфолитных полипептидов, у которых расстояния между положительно и отрицательно заряженными звеньями в макроцепи было больше половины длины окружности нанопровода.

Межфазное разделение компонентов органической фазы в системах с водными коллоидными растворами ди(2-этилгексил)фосфата натрия

В. И. Кузьмин, М. Н. Лескив, И. В. Петерсон, Д. В. Кузьмин, Н. В. Гудкова, А. И. Булавченко

Полный текст пока не восстановлен.

Аннотация

Изучено межфазное разделение компонентов экстрагентов на основе ди(2-этилгексил)фосфорной кислоты (ди-2ЭГФК) в толуоле и смеси ди-2ЭГФК и триоктиламина в толуоле при обработке водными растворами гидроксида натрия с образованием органической фазы и водного коллоидного раствора натриевой соли ди-2ЭГФК. Найдены условия выделения фаз практически чистой ди-2ЭГФК и толуола, ди-2ЭГФК и раствора триоктиламина в толуоле. Коллоидные водные растворы изучены кондуктометрическим методом, а также методами динамического рассеяния света и 1Н ЯМР-спектроскопии. Данные системы перспективны для использования в гидрометаллургии для улучшения показателей извлечения металлов и их концентрирования в реэкстрактах.

Аннотация

Проведено спектрофотометрическое исследование солюбилизации краун-замещенного фталоцианината магния(I) в водном растворе додецилсульфата натрия(II). Опыты проводились с насыщенными растворами I в условиях термодинамического равновесия раствора с осадком I. Более детально изучено известное явление перехода от димеров I к мономерам в процессе солюбилизации. Установлено, что мономеризация I начинается при концентрациях гораздо ниже критической концентрации мицеллообразования (ККМ) II, а при еще меньших концентрациях ПАВ образуются специфические мицеллы II с участием димеров I. Присутствие димеров характерно и при растворении I в чистой воде; растворимость I составила 7.38 мкМ (химики обычно считают, что I в воде не растворим). В методической части работы найдены коэффициенты экстинкции мономеров и димеров I. На основе экспериментальных данных определены термодинамические характеристики солюбилизации: солюбилизационная емкость мицелл, коэффициент распределения солюбилизата между мицеллами и окружающим раствором, а также стандартное сродство солюбилизации I. В расчете на одну молекулу I в мицелле найденное значение солюбилизационной емкости приводит к аномально большому числу агрегации (309). Среди объяснений этого явления – возможность возникновения бимодального распределения мицелл, в котором мицеллы с солюбилизатом сосуществуют с “пустыми” мицеллами, благодаря чему среднее число молекул солюбилизата в мицелле может оказаться меньше единицы.

Аннотация

Рассмотрено зондирование вязкоупругого ферроколлоида слабым переменным магнитным полем, вызывающим вращательные качания наночастиц. Для описания реологии дисперсионной среды использована феноменологическая схема Джефриса; коллоидные частицы предполагаются магнитожесткими. На основе уравнений Ланжевена, описывающих броуновское вращательное движение, выведена система уравнений, определяющих динамическую намагниченность и кинетику ориентации коллоидного ансамбля. Решение задачи получено методом эффективного поля, найдены: линейная и кубическая динамические магнитные восприимчивости, а также ориентационный отклик системы. Показано, что в спектрах откликов всех порядков – от линейного до кубического – эффекты механического запаздывания (релаксация напряжений) приводят к появлению специфических особенностей: с ростом упругости среды изменятся и положение и высота главного максимума. Предложены соотношения, устанавливающие связь реологических параметров используемой модели Джефриса со структурными характеристиками полимерного раствора: числом мономеров в макромолекуле, размером блоба, концентрацией узлов физической сетки.

К термодинамике солюбилизации

А. И. Русанов

Полный текст пока не восстановлен.

Аннотация

Сформулирована термодинамическая теория солюбилизации с введением понятия стандартного сродства солюбилизации. Его важной составляющей является капиллярное давление Лапласа в фазовой трактовке углеводородного ядра прямой мицеллы. В этом плане дана и интерпретация коэффициента распределения солюбилизата в терминах как мольной доли в формализме химической термодинамики, так и концентрации в формализме статистической механики. В отличие от распространенного подхода с использованием фиктивной мицеллярной “псевдофазы”, данная интерпретация основывается на реальной физической картине распределения солюбилизата между мицеллами и окружающим раствором. Также представлено строгое решение задачи о влиянии солюбилизации на величину критической концентрации мицеллообразования (ККМ). В основе рассмотрения лежат закон действия масс и новые методы определения ККМ через константу закона, число агрегации и концентрацию солюбилизата. Проанализированы случаи солюбилизации из насыщенного (при исследовании растворимости) и ненасыщенного (произвольной концентрации) раствора. Однако в любых вариантах получен один и тот же результат: солюбилизация приводит к понижению ККМ.

Аннотация

Представлены результаты экспериментального исследования скорости испарения подвешенных капель как чистой воды, так и содержащей ≈1.5 мас. % поверхностно-активного вещества – додецилсульфата натрия. Испарение происходило в конвективном потоке сухого воздуха при вариации его скорости в диапазоне U0 = 1–5 м/с и температуры T0 = 20–80°C. Плотность потока массы с поверхности капель при наличии поверхностно-активного вещества была в 2–3 раза меньше по сравнению с чистой водой. Для капель, обтекаемых потоком сухого воздуха, изменение их диаметра можно описать комплексом критериев подобия и построить обобщенную линейную эмпирическую зависимость скорости испарения от термодинамических параметров.

Формирование наночастиц серебра в водных растворах олигохитозанов

О. Я. Урюпина, Е. К. Уродкова, В. Е. Тихонов, Е. С. Жаворонок, И. Н. Сенчихин

Полный текст пока не восстановлен.

Аннотация

Изучен процесс формирования устойчивых дисперсий серебра с мономодальным распределением наночастиц по размеру в водных растворах олигохитозанов различной молекулярной массы. Выявлен характер взаимодействия олигохитозанов с ионами и наночастицами серебра. Спектральные исследования показали участие гидроксильных и аминогрупп олигохитозана в формировании и стабилизации водных дисперсий с наночастицами металла размером 45–90 нм, перспективных для биомедицинского применения.

К 100-летию со дня рождения Николая Владимировича Чураева (01.10.1920–04.02.2010)

Редколлегия и редакция “Коллоидного журнала”

Полный текст пока не восстановлен.

Аннотация

1 октября 2020 г. исполнилось 100 лет со дня рождения Николая Владимировича Чураева – выдающегося ученого в области науки о коллоидах и поверхностных явлениях, многолетнего редактора нашего журнала. Нет необходимости перечислять работы, которые принесли ему признание и уважение мирового научного сообщества, – они общеизвестны. Мы же, кто с ним работал и непосредственно общался, вспоминаем Николая Владимировича как внимательного коллегу и руководителя, мудрого учителя, старшего товарища и друга. Таким он и остается в нашей памяти.

К 90-летию со дня рождения Станислава Самуиловича Духина

Редколлегия и редакция “Коллоидного журнала”

Полный текст пока не восстановлен.

Аннотация

2 февраля 2021 г. исполнилось 90 лет Станиславу Самуиловичу Духину, являющемуся одним из самых известных в мире ученых в области теории двойного электрического слоя и, шире, электроповерхностных явлений. Работы С.С. Духина, уже давно ставшие основополагающими для исследователей в этой области, в настоящее время приобрели новое звучание в связи с развитием ряда новых направлений, таких как, например, нанофлюидика.Для “Коллоидного журнала” юбилей Станислава Самуиловича дорог еще и тем, что он в течение многих лет состоял в его редколлегии и до сих пор является членом международного консультативного совета.Сердечно поздравляя Станислава Самуиловича с днем рождения, желаем ему здоровья и долгих лет жизни!