XXIII Менделеевская конференция молодых учёных: Материалы конференции, 21-26 апреля 2013 г. Казанский национальный исследовательский технологический университет, г. Казань, 120 с (стр. 1 )

Выражаем благодарность за спонсорскую помощь

-Синтез», , »

Генеральный партнер конференции – Проект по поддержке талантливой молодежи «Лифт в Будущее»

Конференция проводится при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований

Грант РФФИ №

Редакционная коллегия

д. х.н., профессор

к. х.н., доцент

к. х.н., доцент

XXIII Менделеевская конференция молодых учёных: Материалы конференции, 21-26 апреля 2013 г. Казанский национальный исследовательский технологический университет, г. Казань, 120 с.

В сборнике представлены тезисы победителей I тура XXIII Менделеевского конкурса научно-исследовательских работ студентов-химиков по номинациям:

«Исследования по химии» и «Исследования по химической технологии», принявшим участие в работе XXIII Менделеевской конференции молодых учёных.

Менделеевская конференция молодых учёных является одним их наиболее престижных международных химических форумов, основными участниками которой являются молодые учёные из России и стран ближнего зарубежья. В конференции приняли участие 96 молодых учёных из 43 высших учебных заведений из 26 городов России, Казахстана и Украины.

Целью конференции является обмен знаниями, обсуждение современного состояния и достижений научно-исследовательских работ студентов химиков во всём многообразии существующих направлений химической науки и технологии.

Материалы публикуются в авторской редакции.

НАШ ВУЗ – НАШ ДОМ

Более 120 лет тому назад из стен Казанского Промышленного училища вышел первый выпускник, положивший начало многотысячной когорте специалистов, работающих в настоящее время на необъятных просторах, как России, так и стран СНГ и Зарубежья.

Казанское Промышленное училище – Политехнический университет – химико-технологический институт – технологический университет – национальный исследовательский технологический университет – это путь одного из крупнейших в России вузов, насчитывающего сегодня в своих стенах более 28 тысяч студентов, обучающихся по 70 специальностям.

История университета – это, прежде всего, богатейшее наследие педагогов и ученых, определяющих лицо вуза, уровень образовательной и научной деятельности.

КНИТУ аттестован и аккредитован, имеет государственную лицензию на право ведения образовательной деятельности и подготовку специалистов. Выпускники нашего университета получают диплом государственного образца.

В университете осуществляется подготовка специалистов, бакалавров на бюджетной основе по следующим основным направлениям подготовки (специальностям) и формам обучения высшего профессионального образования на следующих институтах:

- Инженерный химико-технологический институт;

- Институт химического и нефтяного машиностроения;

- Институт управления инновациями;

- Институт нефти, химии и нанотехнологий;

- Институт полимеров;

- Институт технологий легкой промышленности, моды и дизайна;

- Институт управления, автоматизации информационных технологий;

- Институт пищевых производств и биотехнологий.

Статус национального исследовательского университета и передовые позиции КНИТУ как вуза, специализирующегося в области химической технологии, подтверждаются постоянным увеличением госзадания и объема подготовки кадров в магистратуре. В 2012 году университет обеспечил уникальный для российских вузов набор в магистратуру, план приема в которую значительно вырос и составил почти 900 мест (886 человек), и в которой в настоящее время обучается 1624 человек. При этом более трети магистрантов составляют выпускники вузов из Москвы, Санкт-Петербурга, Казани, Уфы, Самары и других городов. Всё это свидетельствует о том, что КНИТУ становится реальным российским центром подготовки кадров по приоритетным направлениям развития, и в первую очередь в области химической технологии.

В 2012 году университет успешно прошел аккредитационную экспертизу. Аккредитационной проверке подверглись 39 специальностей и направлений ВПО, 7 специальностей СПО, 42 программы аспирантуры. К аккредитации было представлено 186 учебных планов по всем представляемым образовательным программам, которые получили положительное заключение о соответствии образовательных программ требованиям ГОС ВПО.

В течение года было организовано и успешно проведено лицензирование 8 новых образовательных программ высшего, дополнительного профессионального образования и специальностей научных работников.

В феврале 2012 года вуз подтвердил соответствие установленным требованиям ГОСТ Р ИСО (ИСО 9001:2008) и действующий статус своей сертифицированной системы менеджмента качества (СМК).

В отчетный период университет продолжил работу по интеграции в инновационную инфраструктуру России и Республики Татарстан. Благодаря усилиям научно-педагогических работников университета при координации проректора КНИТУ завершил процесс вхождения в программы инновационного развития компаний с государственным участием - , «Роснефть». Сегодня вуз входит в состав опорных вузов и участвует в реализации программ инновационного развития госкорпораций , ГК «Ростехнологии», ГК «Росатом», «Роснефть», , .

КНИТУ принимает участие в работе сформированных в России в гг. семи технологических платформ: «Текстильная и легкая промышленность» - в статусе вуза-организатора, «Национальная космическая технологическая платформа» - в качестве участника, а также в платформах «Биоэнергетика», «Глубокая переработка углеводородных ресурсов», «Медицина будущего», «Новые полимерные композиционные материалы и технологии», «Энерго - и ресурсосбережение в топливно-энергетическом комплексе».

В 2012 году КНИТУ совместно с учредили некоммерческое партнерство «Камский инновационный территориально-производственный кластер», президентом которого назначен генеральный директор . В состав кластера вошли предприятия нефтехимического и автомобилестроительного комплекса, научно - исследовательские и научно-образовательные учреждения, инфраструктурные организации, расположенные по месту географического расположения кластера. Заявка на создание кластера была признана победителем конкурсного отбора программ развития территориальных кластеров на включение в перечень пилотных программ развития инновационных территориальных кластеров, утверждаемый Правительством Российской Федерации. Совокупный объем проектов кластера из всех источников составляет 600 млрд. рублей.

На проектную мощность вышел крупнейший коммерциализуемый проект КНИТУ - Центр кластерного развития по переработке полимеров, который является эффективной формой практикоориентированной кузницы кадров и одновременно поддержки инновационного малого и среднего бизнеса в области переработки полимеров. Этот проект получил высокую оценку со стороны Президента Республики Татарстан и Председателя правления руководства во время визита последнего в ноябре 2011 года.

1 сентября 2011 года Президентом РТ , президентом компании «Yokogawa» Шузо Кайхори и ректором КНИТУ была торжественно открыта совместная лаборатория КНИТУ и компании «Yokogawa» в области автоматизации и систем управления технологическими процессами. Лаборатория и учебный класс оснащены оборудованием и программным обеспечением компании «Yokogawa». За прошедший учебный год уникальная лаборатория позволила совершить качественный рывок в подготовке специалистов в области автоматизации, что показали итоги защиты дипломных работ выпускников ИУАИТ (директор ), выполненных на базе лаборатории и высоко оцененных специалистами компании «Yokogawa».

Решением Ученого совета КНИТУ от 01.01.2001 года была принята идея интеграции инженерного и социально-экономического образования, осуществляемая под руководством Института управления инновациями КНИТУ (директор , деканы и ). В настоящее время в вузе реализуется 6 совместных магистерских образовательных программ.

В 2011/12 гг. КНИТУ успешно продолжил свое поступательное развитие в рамках пяти приоритетных направлений, сосредоточивших научный и образовательный потенциал университета:

ПНР 1 Химия и технология полимерных и композиционных материалов:

1. Создание научных основ и разработка новых энерго - ресурсосберегающих технологий в нефтехимии, а также модернизация действующих производств.

Научный руководитель: профессор .

2. Разработка нанокомпозитных материалов для молекулярной электроники.

Научный руководитель: профессор .

3. Технология и переработка олигомеров, полимеров и композитов.

Научный руководитель: профессор .

4. Разработка и промышленное освоение производства новых полимерных материалов для выпуска конкурентоспособной продукции легкой промышленности.

Научные руководители: профессор ,

профессор .

ПНР 2 Химия и технология энергонасыщенных материалов:

1. Высокоэффективные энергонасыщенные материалы, изделия и инновационные технологии их изготовления и применения в оборонных и гражданских отраслях экономики.

Научные руководители: профессор ,

профессор .

2. Химическая физика превращений энергонасыщенных материалов, физика горения и взрыва, технологическая безопасность пожаро - и взрывоопасных производств.

Научные руководители: профессор ,

профессор .

3. Высокоэффективные энергоресурсосберегающие аппараты и технологии защиты окружающей среды от техногенных воздействий в оборонных и гражданских отраслях экономики.

Научные руководители: профессор ,

доцент .

4. Синтез и разработка технологий инновационных энергетических, фармацевтических и биологически активных препаратов.

Научные руководители: профессор ,

профессор .

ПНР 3 Комплексное освоение ресурсов углеводородного сырья:

1. Комплексные технологии добычи, подготовки и транспортировки нефти и нефтяных битумов.

Научный руководитель: профессор Н. Ю. Башкирцева.

2. Нефтепереработка и нефтехимия.

Научный руководитель: профессор .

3.Энергоресурсосберегающие, экологичные процессы и оборудование для их проведения.

Научные руководитель: профессор СИ. Поникаров.

ПНР 4 Нанотехнологии, наноматериалы:

1. Наноструктурированные натуральные и искусственные высокомолекулярные материалы, методы их плазмохимической и химической модификации.

Научный руководитель: профессор .

2. Наноструктурированные композиционные, керамические материалы, покрытия, тонкие пленки, биоматериалы, биосистемы, повышение их устойчивости к воздействию агрессивных сред и внешних факторов.

Научный руководитель: профессор .

3. Физические, физико-химические, химические и биологические методы получения, модификации и диагностики наночастиц, нанообъектов и наноматериалов, их аттестация и обеспечение качества.

Научный руководитель: профессор

4. Квантово-химическое моделирование наносистем и физико-химических процессов.

Научный руководитель: профессор A. M. Кузнецов

ПНР 5 Энергоресурсосберегающие технологии перспективных

материалов:

1. Совершенствование биотехнологических процессов, создание интенсивных биотехнологий и их аппаратурного обеспечения.

Научный руководитель: профессор .

2. Комплексная переработка биомассы в топливо, материалы и химические продукты.

Научный руководитель: профессор .

3. Системный анализ и управление в химической технологии и биотехнологии.

Научный руководитель: профессор .

4. Повышение эффективности холодильного, компрессорного и вакуумного оборудования.

Научные руководители: профессор ,

профессор .

Программы развития университета были успешно выполнены в 2011 году в рамках этих направлений. Вуз отчитался перед Минобрнауки России по реализации этой программы, продемонстрировав достижение всех плановых показателей оценки ее эффективности группы А и получил высокую оценку экспертов.

В 2011 году вуз значительно нарастил потенциал научной и научно-производственной деятельности (проректор ). Помимо традиционных грантов РГНФ, РФФИ, Федеральных целевых программ «Научные и научно - педагогические кадры инновационной России на годы» и «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на годы», вуз продолжил практику выполнения контрактов для Минпромторга России. В рамках ФЦП «Развитие фармацевтической и медицинской промышленности Российской Федерации на период до 2020 г. и дальнейшую перспективу» КНИТУ заключил с Минпромторгом России очередной госконтракт «Организация исследований, разработок и опытно-промышленного производства нового поколения материалов, в том числе полимерных композиционных, для медицинских инструментов многократного применения» на общую сумму 96 млн. руб.

Объём научно-исследовательских и научно-конструкторских работ, выполненных в университете за три последних года, составил более 2,4 млрд. руб. Общий объем доходов КНИТУ по результатам НИОКР из всех источников составил на конец 2011 года 890 млн. руб.

Проектные работы специалистов КНИТУ, а также промышленное внедрение разрабатываемых университетом новых технологий и продуктов в 2011 году составили более трети от совокупного бюджета университета. Для российских вузов подобный показатель является уникальным.

Значительным результатом научно-производственной деятельности сотрудников университета стали проекты, прошедшие экспертизу и принятые к реализации при поддержке фонда «Сколково»: «Опытно-промышленное производство обрабатывающего инструмента повышенной стойкости, применяемого в нефтедобыче, нефтехимии и машиностроении на основе нанотехнологий», «Производство сверхлегкого высокопрочного композиционного материала полиэтилен пластик на основе
армирующих волокон из сверхвысокомолекулярного полиэтилена, активированных плазмой». Последнему проекту присвоен статус участника создания и обеспечения функционирования инновационного центра «Сколково».

2011/12 гг. стал для университета знаковым в плане значительного наращивания международного сотрудничества. За отчетный период число заключенных договоров о сотрудничестве с ведущими мировыми университетами и научно - исследовательскими центрами увеличилось на 34 (всего 88 действующих договоров).

Среди стратегически важных договоров и соглашений необходимо отметить договора с научно-образовательными центрами: США - Университет Пердью - шестой в рейтинге американских университетов, Университет Лихай - ведущий вуз по исследованию полимеров, Университет Северной Каролины; Канады - Университет Альберта, находящийся в богатейшей в Канаде провинции, обладающей большими запасами битумов, тяжелой нефти; Великобритании - Оксфорд, Лондон Метрополитен; Турции - Университет г. Ялова.

По итогам поездок сотрудников университета, которые курировал проректор по УМР A. M. Кочнев, в вузы Испании, Австрии, Турции и США, были заложены основы сотрудничества по программам двойных дипломов: сформированы методическая база, учебные планы, отобраны преподаватели и студенты, владеющие иностранными языками, благодаря реализации в КНИТУ программы создания языковой среды. Ряд образовательных программ (международная образовательная программа с Университетом г. Ялова (Турция) «Наука о полимерах и технологиях», совместная образовательная программа «Информационные системы и технологии» на уровне подготовки бакалавров и магистров с Университетом прикладных наук г. Мерзебурга, Германия) планируется запустить с сентября 2012 года.

В 2012 году произошел прирост на 41 %, по сравнению с предыдущим учебным годом, числа обучающихся из других стран. За последние 5 лет количество иностранных обучающихся увеличилось в пять раз и достигло цифры 1000 человек.

Отчетный период характеризуется значительным увеличением количества международных научных школ, число которых достигло 10. В октябре 2011 года на базе КНИТУ совместно с 1GIP было проведено крупное мероприятие международного масштаба - научная школа на тему «Высшее техническое образование как инструмент инновационного развития» (проректор ). Научный форум проходил при поддержке Российского мониторингового комитета IGIP совместно с Общественной палатой Республики Татарстан и Министерством образования и науки РТ при поддержке Российского союза ректоров. Национального фонда подготовки кадров, Ассоциации инженерного образования России, Ассоциации технических университетов РФ, Международной Академии наук высшей школы.

Итоги деятельности филиальной сети (проректор ), демонстрируют высокий уровень участия в выполнении основных показателей деятельности вуза и программы его развития, в частности.

Только в 2012 году из средств программы развития направлено 8 млн. рублей на развитие филиалов. В филиалах вуза полностью выполнен план приема, причем в Бугульминском филиале показатели приема на очное отделение увеличились на 28 % по сравнению с 2011 годом.

В 2012 году вышла на новый уровень работа в области дополнительного профессионального образования (проректор ), в том числе по повышению квалификации научно-педагогического персонала в ведущих мировых научных университетских центрах, а также организация профессиональной переподготовки и повышения квалификации специалистов из сторонних организаций по перспективным направлениям развития университета. В 2011/2012 учебном году в КНИТУ повысили квалификацию, прошли стажировку, профессиональную пере подготовку 4092 руководителя и специалиста ведущих предприятий Республики Татарстан и Российской Федерации.

Важнейшей вехой в воспитательной работе университета (проректор ) стала победа на республиканском конкурсе «Студент года 2011». Решением Координационного совета по воспитательной работе при Совете ректоров вузов РТ и президиума PMOO «Лига студентов» РТ КНИТУ стал обладателем Гранпри конкурса в номинации «Вуз года» - лавной номинации ежегодной республиканской премии «Студент года». Эту награду ректор КНИТУ Герман Дьяконов получил из рук Президента Республики Татарстан Рустама Минниханова. Студенты университета также стали лауреатами конкурса в 8 номинациях.

В марте 2012 года Учебно-воспитательный центр совместно со Студенческим научно-техническим обществом и кафедрой логистики и управления разработал программу развития студенческого самоуправления и выиграл конкурс Минобрнауки России на получение гранта в размере 25 млн. руб.

Высокое качество подготовки специалистов в университете демонстрируют разнообразные формы стипендиального поощрения студентов. Лучшие студенты университета, достигшие выдающихся успехов в учебе и научной деятельности, дополнительно к академической стипендии получили стипендии Президента Российской Федерации, Правительства Российской Федерации, специальную государственную стипендию Правительства Республики Татарстан, повышенную стипендию
по решению Ученого совета университета. Всего стипендии получают около пяти тысяч студентов, из них 182 (в 2010 гчеловек) - именные стипендии, 349 студентов получают повышенные стипендии. В текущем учебном году были учреждены именные стипендии Президента и Правительства РФ по приоритетным направлениям (7000 и 5000 руб. ежемесячно, соответственно).

Номинация I

«ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ХИМИИ»

Секция

«Неорганическая химия и материаловедение»

СТРУКТУРНЫЕ ОСОБЕННОСТИ И ФАЗОВЫЙ ПЕРЕХОД

В НАНОЧАСТИЦАХ ДИСУЛЬФИДА МОЛИБДЕНА, ПОЛУЧЕННЫХ МЕТОДОМ МОНОСЛОЕВОГО ДИСПЕРГИРОВАНИЯ

Студент 2 курса

Руководители: к. х.н. , к. х.н.

Высший химический колледж РАН

*****@***ru

Дисульфид молибдена является слоистым материалом, который существует в природе и выпускается промышленно. Он и композиты на его основе находят применение в ряде областей, главными из которых является трибоматериалы, в том числе, работающих в условиях высокого вакуума, и нефтехимический катализ.

В обеих упомянутых областях дисульфид молибдена применяется в виде дисперсного материала. Его наноразмерные модификации обладают лучшими смазочными характеристиками и каталитической активностью по сравнению с кристаллическим дисульфидом молибдена.

Нами проведен синтез серии образцов наночастиц дисульфида молибдена и исследована зависимость их морфологических характеристик от условий синтеза.

Для двух образцов проведены термохимические исследования в области температур 25-850ºС. Исследованы процессы упорядочения наночастиц при нагревании и оценен размер областей когерентного рассеяния в различных кристаллографических направлениях. Показано, что даже при отжиге при 850ºС структура наночастиц остается разупорядоченной, размер частиц остается относительно малым (Рис. 1).

По изменению вида дифрактограмм образцов и зависимости межслоевого расстояния от температуры был обнаружен необратимый фазовый переход при T~100ºC, подтвержденный результатами ДСК. Доказано, что данный переход связан с переносом заряда на слои MoS2 в процессе синтеза наночастиц и последующим снятием этого заряда при термическом или химическом воздействии.

Показано, что размер областей когерентного рассеяния в различных кристаллографических направлениях сильно отличается, что обусловлено анизотропной структурой нанодисперсного дисульфида молибдена.

Рис. 1. Дифрактограмма кристаллического MoS2 (синяя линия) и образца 2, свежеосажденного (черная линия) и после (красная линия) прогрева до 850°С.

СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ ДИФФУЗИОННЫХ СВОЙСТ МЕМБРАН AMEX, МОДИФИЦИРОВАННЫХ ОКСИДОМ ЦЕРИЯ

Студент 2 курса

Руководитель
МГУ им. Ломоносова, химический факультет, Москва, Россия

ИОНХ РАН, сектор редких элементов и неорганических полимеров, Москва, Россия.
*****@***ru

Схема структуры пор для модифицированной наночастицами мембраны в соответствии с моделью полуэластичности пор

Мембранные процессы находят широкое применение в создании топливных элементов, газоразделении, водоочистке. В свете распространенной проблемы дефицита пресной воды, водоочистка является одной из важнейших областью применения мембранных технологий. Для решения этой и многих других задач выпускается множество промышленных мембран, но, к сожалению, не все они в полной мере удовлетворяют конкретным потребностям производства. Например, современные ионообменные мембраны для водоочистки в процессе электродиализа способны проявлять высокую селективность к заряду иона (катиона или аниона), но почти не проявляют селективности к конкретным катионам и анионам, хотя очень часто стоит задача отделить какой-то определённый ион или группу ионов, оставив остальные заряженные частицы в растворе. Примером может являться проблема выведения нитратов из сточных вод. Для получения специфических узконаправленных мембранных материалов удобным и практичным способом оказывается модификация промышленных мембран (внедрение специфических присадок или создание многослойных композитов) .

В данной работе описана модификация анионообменной мембраны AMEX методом in situ, заключающимся в синтезе наночастиц допанта в порах уже готовой мембраны, для получения нитратселективного композита. В качестве допанта выступает оксид церия, отличительным свойством которого является способность к селективной хемосорбции нитрат-ионов. В качестве прекурсора для синтеза оксида церия in situ используются Ce(NO3)3⋅9H2O и (NH4)2[Ce(NO3)6].

В ходе исследования определено влияние начальных условий синтеза на количественное содержание оксида в мембране. Исследованы ионная проводимость и диффузионная проницаемость мембран в различных ионных формах. Для большинства модифицированных мембран обнаружено увеличение селективности анионного переноса. Также в результате модификации наблюдается значительное возрастание подвижности нитрат-иона, что говорит о потенциальной возможности использования подобных материалов в качестве мембран для селективного выведения нитратов.

ИССЛЕДОВАНИЕ КИНЕТИКИ ПРОЦЕССА ОБРАЗОВАНИЯ НАНОЧАСТИЦ ЗОЛОТА ИЗ РАСТВОРА HAuCl4

Студент 2 курса

Руководитель доцент

Московский государственный университет имени , химический факультет, *****@***ru

В последнее время особенно актуальными является создание новых типов плазмонных гетероструктур, которые могут выступать в качестве материалов подложек для спектроскопии поверхностно-усиленного комбинационного рассеяния. Одними из наиболее перспективных материалов являются подложки, состоящие из наночастиц золота дендритной формы.

Цель настоящей работы состояла в синтезе наночастиц золота дендритной формы путем восстановления раствора золотохлористоводородной кислоты раствором сульфата гидразония и выявлении механизма процесса формирования наночастиц золота.

Рис. 1. Изменение интенсивности полосы плазмонного резонанса золота (λ = 591-620 нм).

Исследование кинетики процесса формирования наночастиц золота проводили при помощи метода УФ-видимой спектроскопии. Для каждой кривой, приведенной на рис. 1, можно выделить три участка: 1- индукционный период стадии зародышеобразования наночастиц золота, 2 - стадия роста зародышей, 3- стадия коагуляции и образования агрегатов золота. Продолжительность каждого участка зависит от количества восстановителя. Увеличение количества восстановителя приводит к сокращению индукционного периода, ускорению стадии роста и более быстрому образованию агрегатов. Сигмоидный характер полученных кривых свидетельствует об автокаталитическом механизме реакции, обусловленном появляющимися наночастицами золота.

СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ МАССИВОВ КАНТИЛЕВЕРОВ НА ОСНОВЕ ПОРИСТОГО ОКСИДА АЛЮМИНИЯ

Студент 2 курса

Руководитель к. х.н.

Московский государственный университет имени

E-mail: *****@***ru

Кантилеверы — это наипростейшие микромеханические преобразователи, которые позволят создать новые химические, физические и биологические сенсоры. Подобные датчики обладают огромным потенциалом для детектирования следовых количеств различных веществ (порядка ppb и ppt) в газовой и жидкой средах. Принцип действия таких сенсоров основан на изменении механических свойств (сдвиг резонансной частоты, изгиб балки и т. д.) в результате адсорбции анализируемого вещества на поверхность кантилевера. В настоящее время кантилеверы в основном изготавливают из кремния, используя при этом хорошо развитый инструментарий электронной промышленности. Однако сенсорные свойства создаваемых структур все ещё далеки от совершенства.

Перспективным материалом для получения микромеханических систем является анодный оксид алюминия, обладающий уникальными механическими свойствами в широком температурном интервале и устойчивый в химически агрессивных средах. Благодаря высокоразвитой пористой структуре, при использовании анодных пленок для получения кантилеверов возможно достижение большей чувствительности по сравнению с кремниевыми аналогами. Кроме того, возможность в широком диапазоне варьировать параметры пористой структуры (диаметр пор, расстояние между каналами) позволяет управлять механическими свойствами получаемых кантилеверов.

Целью данной работы является создание кантилеверов на основе пористого оксида алюминия и исследование их свойств. Для структурирования оксидного слоя в работе применяли метод химической фотолитографии. Экспериментально установлено, что толщина пористой пленки анодного оксида алюминия линейно зависит от пропущенного заряда с коэффициентом пропорциональности 1,92 Кл/(мкм*см2). Оптимизированы условия проведения фотолитографического процесса. Показано, что отражающей способности поверхности анодного оксида алюминия достаточно для детектирования колебаний кантилевера. С увеличением толщины пористой балки ее жесткость увеличивается, что приводит к увеличению резонансной частоты перпендикулярных колебаний. Общий вид амплитудно-частотной характеристики кантилеверов не зависит от области детектирования, а интенсивность анализируемого сигнала уменьшается при перемещении лазерного луча от конца к основанию балки.

Экспериментально установлено, что при механическом возбуждении кантилеверов возникают как колебания перпендикулярные поверхности балки, так и торсионные. Добротность нормальных колебаний возрастает при помещении кантилевера из атмосферного воздуха в вакуум (10-5 мбар). Было выяснено, что сдвиг пиков, соответствующих нормальным колебаниям, при помещении кантилевера из атмосферного воздуха в вакуум (10-5 мбар), происходит в сторону более высоких частот.

Предложен мульти-резонансный метод определения коэффициента жесткости пористого оксида алюминия. С его помощью был выяснен коэффициент жесткости для пористого оксида алюминия, полученного при 40 В в 0,3 М щавелевой кислоте, равный 140 ГПа. Теоретически рассчитанные резонансные частоты, соответствующие нормальным и торсионным колебаниям, согласуются с полученными экспериментально АЧХ.

Синтез наночастиц магнетита и их поверхностная модификация биоинертными оболочками

Студент 2 курса

Руководитель: асс. к. х.н.

Факультет Наук о Материалах, МГУ им

E-mail: ivan. *****@***com

В настоящее время магнитные наночастицы (МНЧ) на основе оксидов железа (Fe3O4 и γ-Fe2O3) находят широкое применение в биомедицинских целях: в разделении биологически активных объектов, методе управляемой гипертермии, магнитно-резонансной томографии, а также в адресной доставке лекарств[1].

Из литературных данных известно, что одним из подходов, позволяющим эффективно предотвращать агрегацию магнитных наночастиц, является создание структур «ядро-оболочка», где магнитное ядро может покрываться различными, как органическими, так и неорганическими соединениями[2].

Целью работы явилось создание структур ядро-оболочка с магнитным ядром на основе магнетита, покрытого слоем из диоксида кремния варьируемой толщины. В ходе эксперимента были получены образцы магнетита с различной морфологией с использованием методов соосаждения, в гидрофобной оболочке из олеиновой кислоты, путем фазового превращения из «зеленой ржавчины» и проведена их поверхностная модификация по методу Штобера.

Метод Штобера заключается в гидролизе алкоксидов кремния в водно-спиртовой среде в присутствии водного раствора аммиака в качестве катализатора.

Полученные образцы были охарактеризованы с помощью методов: РФА, РЭМ, СЭМ, ДСР и магнитных измерений.

При соосаждении солей железа, образуются сферические наночастицы с размером 10 нм собирающиеся в большие агрегаты, синтез из «зеленой ржавчины» приводит к получению хорошо закристаллизованных частиц призматической формы с размером ~ 280 нм, формирование гидрофобной оболочки из олеиновой кислоты на поверхности магнетита, даёт возможность получать суперпарамагнитные частицы со средним размером ~ 7 нм.

Покрытие диоксидом кремния Fe3O4 из «зеленой ржавчины» позволяет создать оболочку толщиной 15 нм, однако из-за магнитных взаимодействий между частицами, достаточно сложно добиться отдельного покрытия каждой частицы.

Была предпринята попытка сконцентрировать несколько суперпарамагнитных, гидрофобных частиц магнетита в рамках одной микросферы из диоксида кремния с целью увеличения значений намагниченности, в результате покрытия формируются «слепленные» между собой микросферы диаметром ~ 150 нм, внутри которых находятся частицы магнитной фазы.

Было установлено, что для создания равномерного покрытия частиц оболочкой из SiO2 необходимо использовать разбавленные золи наночастиц, что препятствует агрегации Fe3O4 за счёт магнитных взаимодействий в процессе синтеза.

Литература

1. S. Mornet, S. Vasseur, et al. J. Mater. Chem., 2004, 14, P. 2161–2175

2. P.-W. Lee, S.-H. Hsu, et al. Biomaterials, 2010, 31, P 1316–1324

ПОЛУЧЕНИЕ И РЕАКЦИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ ВЫСОКОДИСПЕРСНОГО NdCaCoO4-δ

Студент 2 курса

Руководитель к. х.н., в. н.с.

Московский государственный университет имени

Химический факультет

[e-mail]

Актуальной задачей современного материаловедения является создание селективных гетерогенных катализаторов для высокотемпературных процессов окисления. В связи с этим особое внимание уделяется оксидным материалам с высокой кислород-ионной проводимостью. Изучение каталитических свойств NdCaCoO4-δ в реакции окисления метана [1] показало, что в интервале температур ⁰С соединение обладает стопроцентной селективностью по отношению к синтез-газу.

В данной работе предложен способ синтеза высокодисперсного кобальтата неодима-кальция, основанный на термическом разложении прекурсора, для получения которого использовалась модификация криогель-метода, описанного в работе [2]. Данный метод включает в себя соосаждение катионов из водного раствора, замораживание осадка и его последующую сублимационную сушку. Установлено, что оптимальная температура синтеза NdCaCoO4-δ из криогель-прекурсора составляет 800 ⁰С, при этом средний размер кристаллитов равен 200 нм. В то же время дополнительная изотермическая выдержка однофазного образца в течение 4 часов при температуре 1000 ⁰С приводит к увеличению среднего размера кристаллитов до 1-2 мкм и образованию крупных агломератов.

Для ограничения диффузионных процессов, приводящих к росту кристаллитов оксидного порошка при высоких температурах, в настоящей работе предложено использовать допирование поверхности NdCaCoO4-δ небольшими количествами оксида, инертного по отношению к кобальтату в условиях эксплуатации катализатора ( ⁰С). В качестве инертных добавок предполагалось использовались Al2O3, ZrO2, MgO и Gd0.15Ce0.85O2. При этом было установлено, что контакт NdCaCoO4-δ с оксидами алюминия и циркония при 1000 ⁰С приводит к его распаду, поэтому в качестве инертной добавки предложено использовать MgO. Для получения кобальтата неодима-кальция с оксидом магния на поверхности кристаллитов использовался метод криопропитки гидроксокарбонатного прекурсора раствором нитрата магния. Последующий отжиг такого прекурсора при 1000 ⁰С в течение 4 часов приводит к уменьшению среднего размера кристаллитов до 300-400 нм уже в присутствии 2 % MgO. Кроме того, установлено, что присутствие MgO способствует заметному уменьшению размера областей когерентного рассеяния. Это позволяет сделать вывод о том, что допирование оксидом магния замедляет процессы кристаллографического упорядочения кобальтата при термической обработке композита NdCaCoO4-δ – MgO.