Направление 10 (стр. 5 )

2. , . Исследования по практическому использованию хемометрического метода SMCR для качественного и количественного анализа методом ИК-спектроскопии смесей сложного состава.

Метод ИК-спектроскопии широко применяется в для исследования структурных особенностей различных соединений, для анализа смесей и идентификации чистых веществ. Наиболее важной задачей анализа смесей является определение числа значимых компонентов, идентификацию и нахождение их концентраций. Разложение (декомпозиция) ИК-спектров часто используется в спектроскопической практике, однако использовались преимущественно смоделированные (сложенные по аддитивной схеме) спектры смесей, которые не всегда могут обеспечить желаемоe качество разделения, из-за перекрывающихся полос в спектрах многокомпонентных смесей. Этим определяется возрастающее значение использования хемометрических способов обработки данных. Речь идет о так называемом автомодельном разделении кривых (Self-modeling Curve Resolution, SMCR), главная задача которого заключается в том, чтобы, имея экспериментальную информацию о многокомпонентной системе, выделить реальный спектроскопический сигнал и оценить концентрацию каждого компонента без использования физико-химической модели или дополнительной информации о системе. Одним из перспективных методов решения задачи о “слепом разделении источников” (BSS, blind source separation) является анализ независимых компонент (Independent Component Analysis, ICA). Были проведены исследования по практическому использованию SMCR на основе нового алгоритма декомпозиции суперпозиции сигналов SNICA (Stochastic Non-negative Independent Component Analysis), отмеченного в литературе как наиболее подходящего для качественного и количественного анализа методом ИК-спектроскопии смесей сложного состава. Проводится сравнительный анализ результатов декомпозиции спектров модельных и технологических смесей различных по природе и числу компонентов.

3. , , . Определение структур одно-, двух - и трехосновных низкомолекулярных карбоновых кислот, реагирующих с бетоном, методом ИК - спектроскопии.

Проблема биологического повреждения строительных конструкций в настоящее время является весьма актуальной. Продуктами метаболизма микроорганизмов, поселяющихся на поверхности бетона, является целый спектр одно-, двух - и трехосновных низкомолекулярных карбоновых кислот. Взаимодействие карбоновых кислот с бетоном, обусловленное протеканием реакции комплексообразования, приводит к проблеме биологического повреждения поверхности бетона и, соответственно, инициирует коррозию минеральных строительных конструкций.

Изучены ИК-спектры карбоновых кислот: уксусная кислота (ХЧ лед, ГОСТ 61-75), щавелевая кислота (ХЧ, ГОСТ 22180-76), лимонная кислота (ЧДА ГОСТ 3562-69), которые использовались для создания модельной слабоагрессивной среды.

На основе полученных ИК-спектральных данных можно предположить все три изученные карбоновые кислоты, как в кристалле, так и в водных растворах находятся в виде димеров, связанных межмолекулярной водородной связью, причем мономерная форма не реализуется даже в 1% водных растворах кислот. На этот факт, в частности, указывает то обстоятельство, что в ИК-спектрах водных растворах уксусной кислоты не было идентифицировано характеристических полос поглощения валентных колебаний свободных гидрокси - и карбонильных групп. Это связано с тем, что все гидроксильные и карбонильные группы молекул уксусной кислоты участвуют в водородном связывании между собой. Происходит образование весьма характерных для карбоновых кислот мостиковых водородных связей.

При анализе ИК-спектральных данных смесей водных растворов карбоновых кислот, можно сделать однозначный вывод, что и в смесях, карбоновые кислоты по-прежнему находятся в форме димеров.

4. , , . Изучение методом ИК-спектроскопии кинетики формирования и структуры гибридных связующих на основе полиизоцианатов и жидких стекол, подвергнутых акустической виброобработке.

Методом ИК-спектроскопии исследованы процессы формирования ряда композитов на основе ПИЦ и натриевого жидкого стекла, подвергнутого обработке ультразвуком. Изучена сравнительная кинетика отверждения и измерена степень конверсии реакционноспособных групп как при комнатной температуре, так и при доотверждении при 80 и 1000 С.

Установлено, что в ряде предельно отвержденных образцов конверсия изоцианатных групп достигает 95-97 %. Проведено математическое разделение сложного контура полосы Амид I на составляющие. Установлено, что процентное соотношение образующихся функциональных групп в образцах зависит от времени и температуры отверждения, а также от состава исходных композиций.

Показано, что при виброобработке жидкого стекла существенное изменение претерпевает контур полосы валентного колебания ОН-групп, что может свидетельствовать о перераспределении в структуре водородных связей.

5. В. И. Сундуков. Особенности самодиффузии в полимерах с широким молекулярно-массовым распределением.

Физико-химические свойства полимеров зависят от его молекулярных характеристик, в частности от молекулярной массы. При исследовании растворов и расплавов полимеров тем или иным методом возникает вопрос о соотнесении полученных результатов с молекулярной массой полимера.

Особенно актуальной эта задача становится, когда полимер обладает широким молекулярно-массовым распределением (ММР). В данной работе была поставлена и решена задача о соотнесении средней молекулярной массы, получаемой из экспериментальных данных измерения самодиффузии методом ядерного магнитного резонанса с импульсным градиентом магнитного поля, с характеристиками ММР.

Для образцов с одной молекулярной массой диффузионное затухание имеет простую экспоненциальную форму, которой соответствует один коэффициент самодиффузии.

При наличии в исследуемом образце ММР диффузионное затухание имеет более сложный вид, который можно трактовать как спектр коэффициентов самодиффузии. Параметры спектра трудно определить и на практике используется средний коэффициент диффузии, определяемый из начального наклона диффузионного затухания.

На примере расплавов и растворов полиэтиленгликоля было показано, что значения средних диффузионных масс близки к значениям среднечисловой молекулярной массы.

Кафедра геодезии

Председатель

Зам. председателя

Секретарь

ЗАСЕДАНИЕ

10 апреля, 10.00, ауд. 2– 405

1. . Некоторые особенности движения полюса Земли.

Изучение вращения Земли имеет не только научное, но и практическое значение, т. к. оно составляет основу для определения координат точек на земной поверхности и задает естественный стандарт времени. Движение полюса в основном определяется периодической (годовой) и затухающей Чандлеровской или свободной нутацией, с периодом, близким к 1.2 года. Чандлеровское движение (ЧД) характеризуется циклическими изменениями амплитуды. В спектре изменения амплитуды обнаруживаются гармоники от 11 до 80 лет. Временной интервал инструментальных наблюдений за движением полюса не превышает 170 лет. К тому же точность в начале ряда наблюдений (около 70 лет) оставляет желать лучшего. Из полученных вариаций ЧД по данным координат полюса создается впечатление, что оно имеет неправильный характер. Самые глобальные изменения параметров ЧД имели место в 1927-1933гг, когда амплитуда составляла всего 0.02″-0.03″, а начальная фаза изменилась на 180˚. Далее происходило резкое увеличение качания Земли относительно оси ее вращения, которое достигло максимума (0.3″) в 1951-1952гг. Затем в течение длительного времени (1963-1999гг) ЧД было стабильным – амплитуда составляла 0.13″-0.15″, не наблюдалось и значительных фазовых смещений. Однако в последние 10 лет происходило постепенное до 0.10″ уменьшение амплитуды ЧД. Продолжится ли оно далее, до уже наблюдавшегося минимума, пока неизвестно, т. к. до сих пор неизвестен механизм возбуждения ЧД.

2. , (Институт проблем нефти и газа РАН, Москва). Применение орбитальной съемки высокого разрешения для определения строительно-технических характеристик лунного грунта.

Рассмотрены возможности снимков высокого и сверхвысокого разрешения для исследования механических свойств лунного грунта. Технология такого исследования основана на детальном анализе изображений лунной поверхности на снимках с низкой окололунной орбиты. Такие снимки доставлены на Землю экипажами кораблей Аполлон и переданы с борта спутника Lunar Reconnaissance Orbiter.В частности обследованы детали днища и внутренних склонов нескольких молодых ударных кратеров. Обнаружено большое число участков, где формы лунного рельефа имеют большую степень сходства с поведением ледников на Земле и поведением подтаивающих склонов гор в приэкваториальных областях на Марсе. Такого рода формы рельефа могут быть интерпретированы наличием в лунных породах, их которых они состоят, значительного количества вмороженного водяного льда. Результаты обследования указывают на то, что в дополнение концепции поиска воды в полярных районах Луны, целесообразно вести поиски в районах, где априори высока вероятность наличия в лунном грунте водяного льда. К таким районам относятся области молодых ударных кратеров. Особенно тех из них, происхождение которых связывают с падением на Луну галактических комет состоящих почти полностью из льдов. Наиболее молодые ударные кратеры имеют возраст по разным оценкам от 0.2 до 3 млн. лет, тогда как время тектонического последействия для них может составлять десятки миллионов лет (для Земли это время доходит до 180 млн. лет).Учитывая происхождение таких кратеров и периоды тектонического последействия, не лишены основания попытки обследования молодых кратеров в экваториальной зоне Луны хорошо освещаемой Солнцем.

3. , , . Обследование строения ударных кратеров на Луне для решения инженерно-технических и научно-прикладных задач на их территории.

Территория ударных кратеров на Луне и планетах представляет собой одно из наиболее вероятных мест посадок будущих автоматических станций и пилотируемых космических кораблей. Наибольший практический интерес составляют молодые ударные кратеры, поверхность которых хранит в себе сведения о кратерообразовании неискаженные более поздними падениями. На примере кратеров Эйткен и Циолковский представлены результаты обследования строения днища, выбросов и центральных горок. Выявлен ряд факторов, которые свидетельствуют об эндогенной активности лунных недр под поверхностью указанных кратеров. Обсуждаются вопросы происхождения полей малых кратеров и самих малых кратеров на лавовом поле, природа которых, по-видимому, носит неударных характер. Свойства лунной поверхности, найденные в районе ударных кратеров, следует учитывать при проектировании строительства объектов инженерно-технического и научно-прикладного назначения. В частности, рассматривается возможность создания радиотелескопа радиусом антенны 60 и 90 километров в кратере с центральной горкой, а также оптического телескопа для прецизионных многолетних рядов наблюдений. Результаты основаны на материалах орбитальной съемки с борта советских и американских космических кораблей.