Об'єкт дослідження: протонні та апротонні аніонні гіперрозгалужені олігомерні іонні рідини (ГР-ОІР). Предмет дослідження: методи синтезу аніонних протонних та апротонних ГР-ОІР різних генерацій, методи їх функціоналізації, синтез амфіфільних і стимул-чутливих ГР-ОІР, особливості структуроутворення в конденсованому стані, в розчині і на міжфазній поверхні, властивості синтезованих сполук. Методи дослідження: ІЧ та ЯМР спектроскопія, гель-проникна хроматографія диференційна сканувальна калориметрія, трансмісійна електронна мікроскопія, атомно-силова мікроскопія, термогравіметричний аналіз, діелектрична релаксаційна спектроскопія, метод динамічного світлорозсіювання та метод електрофоретичного світлорозсіювання. Вперше було розроблено методи синтезу аніонних протонних та апротонних ГР-ОІР з різним ступенем розгалуження та різними гетероциклічними протиіонами та розроблено спосіб регулювання їх амфіфільних властивостей. Вперше було встановлено залежність структури, теплофізичних властивостей і протонної провідності отриманих сполук від природи введених іонних груп, зміни їх кількості та гідрофільно-гідрофобних властивостей. Вперше було встановлено вплив природи іонних груп, pH та іонної сили середовища на особливості самоорганізації та конформаційну поведінку отриманих амфіфільних аніонних протонних ГР-ОІР в розчині і на міжфазній поверхні. Було вперше розроблено спосіб синтезу органо-неорганічних твердополімерних іонпровідних електролітів золь-гель методом з використанням отриманої сульфонат імідазолієвої ГР-ОІР як допанта, встановлено особливості структури даних матеріалів і їх властивості.^UObject of research: protic and aprotic anionic hyperbranched oligomeric ionic liquids (HB-OIL). Subject of research: methods of synthesis of anionic protic and aprotic HB-OIL of different generations, methods of their functionalization, synthesis of amphiphilic and stimulus-sensitive HB-OIL, features of structure formation in condensed state, in solution and on interfacial surface, properties of synthesized compounds. Research methods: IR and NMR spectroscopy. gel permeation chromatography, differential scanning calorimetry, transmission electron microscopy, atomic force microscopy, thermogravimetric analysis, dielectric relaxation spectroscopy, dynamic light scattering and electrophoretic light scattering methods. For the first time, methods for the synthesis of anionic protic and HB-OIL with different degrees of branching and different heterocyclic counterions were developed and a method for regulating their amphiphilic properties was developed. For the first time the dependence of the structure, thermophysical properties and proton conductivity of the obtained compounds on the nature of the introduced ionic groups, changes in their number and hydrophilic-hydrophobic properties was established. protic HB-OIL in solution and on the interfacial surface. For the first time a method of synthesis of organic-inorganic solid-polymer ion-conducting electrolytes by sol-gel method using the obtained imidazolium sulfonate HB-OIL as a dopant was developed, the peculiarities of the structure of these materials and their properties were established.

Об'єкт дослідження - особливості прояву та мінливості важливих кількісних і якісних ознак, поліморфізм колекційних зразків тритикале озимого за ознаками придатності для переробки на біопаливо. Мета роботи - дослідження поліморфізму тритикале озимого за комплексом цінних господарських ознак, вдосконалення методів оцінки селекційного матеріалу за придатністю до на біопаливо, встановлення особливостей прояву і мінливості найважливіших ознак та виділення нових джерел для селекції сортів спирто-дистилятного напряму використання. Методи дослідження: польові (оцінка проходження стадій розвитку за період вегетації, перезимівлі, загального стану рослин, ураження хворобами), лабораторні (ПЛР аналіз, інфрачервона спектроскопія, світлова мікроскопія), вимірювально-вагові (визначення прямих показників ознак продуктивності рослин), математико-статистичні (кореляція, регресія, дисперсійний аналіз, факторний аналіз та інші). Встановлена генетична різноманітність колекційних зразків за врожайністю, елементами насіннєвої продуктивності, вмістом і якісними показниками крохмалю та виділені нові джерела цінних ознак. Встановлені особливості формування і закономірності прояву різних господарськоважливих ознак. Дано економічну оцінку нових сортів. Розроблено «Спосіб добору селекційного матеріалу тритикале за гранулометричним складом крохмалю» (Патент на корисну модель No 140021, Україна, 2020). Створено і передано до УІЕСР для проходження випробування нові сорти тритикале озимого Фродо (Заява No 21022002) і Олевія (Заява No 210220039118). Передано на реєстрацію у НЦГРРУ 4 колекційні зразки тритикале озимого.^UThe object of research - features of manifestation and variability of important quantitative and qualitative features, polymorphism of collection samples of winter triticale on the grounds of suitability for processing into biofuels. The aim of the work is to study winter triticale polymorphism on a set of valuable economic traits, to improve methods of assessment of selection material for biofuel suitability, to establish peculiarities of manifestation and variability of most important traits and to identify new sources for selection of alcohol-distillate varieties. Research methods: field (assessment of the stages of development during the growing season, overwintering, general condition of plants, diseases), laboratory (PCR analysis, infrared spectroscopy, light microscopy), measuring and weighing (determination of direct indicators of plant productivity), mathematical and statistical (correlation, regression, analysis of variance, factor analysis and others). The genetic diversity of collection samples in terms of yield, elements of seed productivity, content and quality of starch has been established and new sources of valuable traits have been identified. The peculiarities of the formation and patterns of manifestation of various economically important features are established. The economic estimation of new grades is given. Developed "Method for selection of triticale selection material by particle size distribution of starch" (Patent for utility model No. 140021, Ukraine, 2020). New varieties of winter triticale Frodo (Application No. 21022002) and Olevia (Application No. 210220039118) were created and submitted to UIESR for testing. 4 collection specimens of winter triticale were submitted for registration to the NCGRRU.

Об'єкт дослідження: механізми та закономірності індивідуальної та спільної взаємодії лікарських препаратів та їх компонентів з модельними ліпідними мембранами на основі бішарів гідратованих фосфоліпідів. Мета роботи: встановлення механізмів та визначальних молекулярних параметрів індивідуальних та спільних взаємодій компонентів лікарських препаратів з модельними ліпідним мембранами. Методи дослідження: диференціальна скануюча калориметрія, малокутове рентгенівське розсіювання, Фур'є-ІЧ-спектроскопія, термогравіметричний аналіз, оптична мікроскопія, квантово-хімічне моделювання, кореляційний аналіз, математичне моделювання. Наукова новизна: запропоновано нову методологію порівняння мембранотропної дії лікарських препаратів-аналогів, а також виокремлення внеску у мембранотропну дію допоміжних речовин лікарських препаратів методом диференціальної скануючої калориметрії; вперше показано, що неадитивність спільної мембранотропної дії лікарських препаратів за порядком їх уведення до мембрани обумовлена суперпозицією механізмів сорбції речовин на мембрану та трансмембранної дифузії. Практичне значення: застосування для вивчення взаємодії біомембран з молекулами різної хімічної будови та компонентами лікарських препаратів на різних стадіях їх розробки.^UThe object of study: mechanisms and regularities of individual and joint interactions of medicinal products and their components with model lipid membranes based on model lipid bilayers of hydrated phospholipids. Objective: to reveal the key mechanisms and molecular parameters of individual and joint interactions between components of medіcinal products and model lipid membranes based on hydrated phospholipids. Research methods: differential scanning calorimetry, Fourier-IR spectroscopy, thermogravimetric analysis, optical microscopy, correlation analysis,quantum-chemical simulation, mathematical simulation. Scientific novelty: a new methodology was proposed and actualize allowing one to characterize both qualitative and quantitative joint membranotropic effects by means of differential scanning calorimetry; it was shown for the first time that non-additivity of the joint action of medicinal substances in the order of their administration into the membrane is caused by the superposition of sorption and diffusion processes. Practical value: application to the understanding of membrane functioning and interactions with substances of various chemical structures and also could be used at various stages of development of pharmaceutical products.

Розвинуто прямий експериментальний метод визначення функції енергетичного розподілу локалізованих станів (ЛС) у напівізолюючих твердих тілах з ВАХ струмів, обмежених просторовим зарядом, одержаних за довільних температур, який базується на розв'язку рівняння Фредгольма 1-го роду методом регуляризації Тихонова. Метод застосовано для вивчення спектра ЛС у полікристалічних плівках CdTe, одержаних у квазізамкненому об'ємі на провідних підкладках.

  Скачати повний текст

Показано, що вибивання збуджених частинок здійснюється, в основному, за рахунок двох типів процесів: розвитку каскаду зіткнень і кратних зіткнень іона, що налітає, з поверхневими атомами мішені. Показано, що за іонного бомбардування хімічних сполук і сплавів з'являється додатковий по відношенню до чистого металу канал утворення збуджених частинок, пов'язаний з розривом міжатомного зв'язку. Встановлено, що кінцевий збуджений стан розпиленої частинки визначається як резонансними процесами взаємодії між частинкою та поверхнею, та процесами, що відбуваються всередині самої частинки.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Дисертаційна робота присвячена вирішенню важливої задачі в області фізики твердого тіла, а саме отриманню інформації про динамічні пружні та непружні властивості наноструктурних Cu, Cu-Nb, Zr та Ti у широкому інтервалі температур методами акустичної спектроскопії, вивченню їх стабільності під час вилежування при кімнатній температурі та високотемпературного відпалу, а також встановленню мікроскопічних механізмів низькотемпературних акустичних резонансів, що мають дислокаційну природу.В роботі вперше встановлено, що виявлені в наноструктурній міді й сильно фрагментованому наноструктурному волокнистому композиті Cu-32 об.% Nb піки внутрішнього тертя визначаються низькотемпературною динамікою руху дислокаційних сегментів у первинному й вторинному рельєфах Пайєрлса міді й мідної матриці. Також показано, що виявлений раніше в крупнозернистому відпаленому Zr релаксаційний пік внутрішнього тертя поблизу 250 К зберігається після ІПД, але його висота збільшується приблизно в 10 раз, а температура локалізації зсувається в область низьких температур. Крім того, після ІПД уперше зареєстрований новий пік внутрішнього тертя в області температур поблизу 80 К. Встановлена недостатня стабільність структур УДЗ і НС зразків, що створюються шляхом застосування різних схем ІПД. На температурній залежності модуля Юнга наноструктурних зразків EНС(T) вперше зареєстрована особливість, характерна для низькотемпературних модулів пружності стекол, як наслідок взаємодії акустичних коливань із ДРС, РС і ГО. Висловлена гіпотеза про дислокаційну природу склоподібної підсистеми (або «фази») у НС металах, отриманих методами ІПД.^UThe thesis is devoted to solving an important problem in the field of solid state physics, namely, obtaining information on dynamic elastic and inelastic properties of nanostructured Cu, Cu-Nb, Zr and Ti in a wide temperature range using acoustic spectroscopy, studying their stability by tracking at room temperature and high-temperature annealing, as well as the establishment of microscopic mechanisms of low-temperature acoustic resonances, which have a dislocation nature.It was found for the first time that the peaks of internal friction found in nanostructured copper and highly fragmented nanostructured fibrous composite Cu-32% vol. Nb are determined by the low-temperature dynamics of the movement of dislocation segments in the primary and secondary copper and copper matrix Peierls. It is also shown that the relaxation of internal friction near 250 K, detected earlier in the coarse-grained annealed Zr, remains after SPD, but its height increases by about 10 times, and the localization temperature shifts to low temperatures. In addition, after SPD, a new peak of internal friction was registered for the first time in the region of moderately low temperatures near 80 K. The insufficient stability of the structures of the UFG and CG of samples created by applying various SPD schemes was established. The temperature dependence of the Young's modulus of the ENS(T) nanostructured samples revealed a characteristic characteristic of low-temperature elastic moduli of glasses as a result of the interaction of acoustic oscillations with dislocation TLS, RS, and HO. It is hypothesized about the dislocation nature of the glass subsystem (or “phase”) in NS metals obtained by SPD.

Досліджено полімер-солеві розчини різних концентрацій, до складу яких входять поліпропіленгліколь з молекулярною масою 2025 (ППГ-2025) та поліетиленгліколь з молекулярною масою 300 (ПЕГ-300) як розчинники перхлорату літію та ПЕГ-300 як розчинник амонійної солі. Вивчено рідкі олігомери, зокрема, ППГ-2080 з ацильними та гідроксильними кінцевими групами, ППГ-1052 та ППГ-400 з гідроксильними кінцевими групами, ПЕГ-300 з гідроксильними кінцевими групами, як чисті олігомерні рідини. Одержано частотні залежності акустичних характеристик складних систем, зокрема, ізотерм поглинання та швидкості поширення звуку, у частотному інтервалі 3 - 2 500 МГц і температурному режимі 293 - 303 К. Проаналізовано вплив даних факторів на акустичні спектри, зокрема, на властивості часів релаксації нормальних і сегментальних мод, релаксаційних сил і швидкості звуку в рідких олігомерах та олігомер-солевих розчинах.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Об'єкт дослідження: механізми модифікації взаємодії мембранотропних пептидів з природними та модельними ліпідними мембранами. Предмет дослідження – дія мембраноактивних пептидів на модельні фосфоліпідні та клітинні мембрани, а також їх вплив на морфологічні та функціональні властивості клітин крові та нервової тканин. Мета роботи: встановлення молекулярних механізмів модуляції взаємодії мембранотропних пептидів з модельними та природними ліпідними мембранами. Методи дослідження: світлорозсіювання, мікрохвильова діелектрометрія, УФ-спектроскопія, флуоресцентна спектроскопія, реєстрація струмів поодиноких іонних каналів, гель-електрофорез, світлова мікроскопія, мікрофлюїдіка, імпедансна спектроскопія, проточна цитометрія, математичне моделювання. Наукова новизна: Вперше встановлено, що заміна полярної амінокислоти аспарагіну на серин у пептиді з послідовності людського пріона сприяє агрегації петиду у бішарових ліпідних мембранах з формуванням катіон-селективного іонного каналу. Знайдено немонотонну залежність мембранотропних ефектів циклічного олігопептиду GS від вмісту холестеролу в мембрані, яка пояснює атенюацію гемолітичного ефекту пептиду при використанні холестеринових допантів. Показано можливість модуляції звʼязування GS з модельними ліпідними мембранами у присутності холестерину та поліаніонного зіркоподібного декстран-поліакриламідного полімеру шляхом зміни сорбції GS на мембрану, а також сприянням звʼязуванню з мембраною олігомерів GS. Встановлено, що зменшення впорядкованості ліпідів у бішарі при гамма-опроміненні чи перекисному окисленні ліпідів мембран тромбоцитів та еритроцитів веде до полегшення вбудовування граміцидину S до мембрани і, водночас, до зменшення міцності зв'язування пептиду з мембранами. Вперше зареєстровано токи поодиноких іонних каналів реконституйованого в БЛМ CLC-подібного білка Gef1 дріжджів S. cerevisiae та визначено, що поліпептид Gef1p є потенціал-керованим мембранним каналом для іонів Сl–. Практичне значення: встановлено можливість спрямованої модифікації структури мембран для підвищення їх стійкості до літичної дії антимікробного пептиду GS. З'ясовані біофізичні механізми вбудовування GS у мембрани можуть бути використані для створення аналогів та нових лікарських форм мембранотропних препаратів. Встановлене пригнічення пептидом утворення агрегатів може бути використано для розробки антиагрегаційних та тромболітичних препаратів місцевої дії з антибактеріальним ефектом.^UObject of study: mechanisms of the modification of interaction of membrane-active peptides with natural and model lipid membranes. The subject of research is the effect of membrane-active peptides on model phospholipid and cell membranes, as well as their effect on the morphological and functional properties of blood cells and nerve tissue. Objective: to establish molecular mechanisms of modulation of the interaction of membrane-active peptides with model and natural lipid membranes. Research methods: light scattering, microwave dielectrometry, UV spectroscopy, fluorescence spectroscopy, BLM, gel electrophoresis, light microscopy, microfluidics, impedance spectroscopy, flow cytometry, mathematical modeling. Scientific novelty: the replacement of the polar asparagine by serine in the prion peptide promotes aggregation of the peptide in bilayer lipid membranes with the formation of cation-selective pore. Cholesterol attenuates the hemolytic effect of the cyclic oligopeptide GS. Modulation of GS sorption onto model lipid membranes in the presence of cholesterol and D-g-PAA(PE) is governed the binding of GS oligomers to the membrane. Decrease in lipid ordering in the bilayer during gamma irradiation or lipid peroxidation of platelet and erythrocyte membrane leads to easier distribution of gramicidin S into the membrane and at the same time to reduced retention of the peptide in membrane. Single ion channel currents of the reconstituted CLC-like yeast protein were recorded corresponding to potential dependent Cl channel. Practical significance: the possibility modification of the membrane structure to increase their resistance to the lytic action of the antimicrobial peptide GS has been established. The elucidated biophysical mechanisms of GS incorporation into membranes can be used to create peptide analogues and delivery vehicles of membranotropic drugs. The established inhibition of platelet aggregation by peptide can be used for the development of topical anticoagulants.

Об'єкт дослідження – формування та поширення нерелятивістських щільних стрічкових електронних пучків та процеси електронно-хвильової взаємодії в ТГц клінотронах. Мета – виявлення фізичних особливостей електронно-хвильової взаємодії в надрозмірних електро-динамічних системах ТГц клінотронів. Методи досліджень i апаратура – 3-D моделювання траєкторій електронних пучків та розрахунків електронно-хвильової взаємодії, вимірювання шорсткості поверхні методами оптичної інтерферометрії, дослідження параметрів випромі-нювання каліброваними приладами. Результати i новизна – розроблено розрахункову модель електронно-хвильової взаємодії клінотрона з урахуванням високочастотних омічних втрат, викликаних як шорсткістю поверхні, так і тепловим навантаженням на гребінку. Розроблена теоретична модель в ТГц клінотроні враховує відбиття і трансформацію електромагнітних хвиль в областях з'єднання системи, що сповільнює рух хвиль, з хвилеводними трактами, а також розкид повздовжніх швидкостей електронів за товщиною потоку. Розроблена модель дозволила пояснити ефекти резонансного збудження ТГц клінотронів, а також механізми підвищення потужності випромінювання і збудження багаточастотного режиму в ТГц клінотронах у разі застосування несиметричної електронно-оптичної системи, що були експериментально досліджені в діапазоні частот від 100 до 400 ГГц в клінотронах, що містять або звичайну плоску гребінку, або багатоступеневу гребінку. Було розроблено контур стабілізації потужності та частоти випромінювання для ТГц клінотронів із застосуванням розробленого високовольтного джерела живлення та схеми пропорційно-інтегрально-диференціального управління, за рахунок чого експериментально отримано довгострокову стабільність вихідної потужності 0,5% та стабільність частоти 5 МГц на частоті 300 ГГц для клінотрону з вихідною потужністю 100 мВт. Галузь застосування –ЯМР-ДПЯ спектроскопія, ТГц-бачення, ТГц-томографія, фізична електроніка.^UObject of the study – Formation and propagation of a nonrelativistic intensive sheet electron beams and the beam-wave interaction processes in THz clinotrons. Purpose – Physical features of beam-wave interaction revealing in oversized electromagnetic systems of THz clinotrons. Research Methods and Apparatus – 3-D simulation of electron beam trajectories and the simulation of beam-wave interaction, optical interferometry in measurements of surface roughness, precise equipment in measurements of electromagnetic radiation parameters. Results and novelty –Theoretical model of beam-wave interaction in clinotron oscillator considering high-frequency ohmic losses caused by both the surface roughness and thermal heating of the grating structure has been developed. The theoretical model of THz clinotron considers the reflections and transformation of electromagnetic waves at the edges of slow-wave structure connecting with waveguides and electron velocity spread along the beam thickness. Developed theoretical model allows us to explain the effect of the resonant excitation of THz clinotrons as well as both the enhancement of radiation power and the excitation of multimode operation in THz clinotrons in the case of the application of nonsymmetrical electron-optical system, that was experimentally studied in the frequency range from 100 to 400 GHz in clinotrons containing either conventional slow-wave structure or multistage grating. The power and frequency stabilization loops for THz clinotrons were developed using both in-house designed high-voltage power supply and the proportional-integral-differential control scheme, that resulted in experimentally achieved output power stability of 0.5% and the frequency stability of 5 MHz for 300 GHz clinotron with the output power of 100 mW. Field of application –DNP NMR spectroscopy, THz-vision, THz-tomography, physical electronics.

Об'єкт дослідження: електрофізичні параметри біологічних рідин, розчинів їх компонентів, біологічних тканин і культур клітин кісткового мозку як інтегральний показник їх стану. Мета роботи: встановлення взаємозв'язку електропровідності, як біофізичної характеристики біологічних тканин і середовищ, з функціональним станом тканин (зокрема, активністю проліферації, наявністю фіброзу печінки) і якісним та кількісним складом їх макромолекул (білків, ліпідів). Методи дослідження: імпедансна спектроскопія, мас-спектрометрія, адсорбційна спектрофотометрія, конфокальна мікроскопія, оптична мікроскопія, непараметрична статистика. Наукова новизна: виявлено залежність електропровідності суспензії наночастинок від їх кількості в середовищі та від розподілу в суспензії; показано, що між іонним складом, вмістом реактивних форм кисню, проліферативною активністю клітин кісткового мозку в суспензії і електропровідністю існує взаємозв'язок; на моделі молозива показано вплив низько- та високомолекулярних білків на електропровідність розчину. Практичне значення: застосування у харчовій промисловості та фармакології для інтегральної оцінки якості молозива і його продуктів, а також у біотехнології для оцінки характеристик клітинних культур.^UThe object of study: electrophysical parameters of biological fluids, solutions of their components, biological tissues and cultures of bone marrow cells as an integral indicator of their state. Objective: to establish the relationship of electrical conductivity as a biophysical characteristic of biological tissues and environments with the functional state of tissues (in particular, proliferation activity, the presence of liver fibrosis) and the qualitative and quantitative composition of their macromolecules (proteins, lipids). Research methods: impedance spectroscopy, mass spectrometry, adsorption spectrophotometry, confocal microscopy, optical microscopy, nonparametric statistics. Scientific novelty: the dependence of the electrical conductivity of a suspension of nanoparticles on their amount in the medium and on the distribution in the suspension has been revealed; it was shown that there is a relationship between the ionic composition, the content of reactive oxygen species, the proliferative activity of bone marrow cells in suspension and electrical conductivity; on the model of colostrum the influence of low and high molecular weight proteins on the electrical conductivity of the solution is shown. Practical value: application in the food industry and pharmacology for the integral assessment of the quality of colostrum and its products, and in biotechnology to assess the characteristics of cell cultures.

Роботу присвячено вирішенню актуальної проблеми пошуку та вивченню властивостей кристалічних діелектриків з метою їхнього використання у класичних оптичних пристроях, різних галузях сучасної оптоелектроніки та сенсорики, а також розробки методики прогнозування та синтезу матеріалів із наперед заданими, керованими і стабільними рефрактивними властивостями та наявністю точок інверсії знаку двопроменезаломлення (ІЗД) в широкому температурному та спектральному діапазонах. Робота містить результати експериментальних досліджень рефрактивних властивостей діелектричних кристалів групи сульфатів АВSO4 (де А, В = Lі, К, Na, Rb, NH4) та хлороцинкатів А2ZnCl4 (де А = К, Rb), їх температурно-спектрально-баричних змін та теоретичних розрахунків зонно-енергетичної структури, на основі яких проаналізовано спектри оптичних констант цих кристалів.З'ясовано природу баричних змін показників заломлення nі та двопроменезаломлення nі в широкому температурному (77–1000 К) і спектральному (300–800 нм) діапазонах та встановлено, що баричне зростання nі кристалів зумовлене зменшенням ширини забороненої зони Eg і зміщенням максимуму смуги УФ поглинання в область менших частот та зміною густини ефективних осциляторів кристалів. Виявлена якісна кореляція характеру поведінки експериментально виміряних і отриманих на основі розрахунків зонно-енергетичної структури та з експериментальних ІЧ-спектрів відбивання характеристик оптичної індикатриси кристалів, що дає можливість використовувати методи теоретичних розрахунків оптичних констант в області прозорості поблизу фундаментальної смуги та вакуумного ультрафіолету, яка є складною для експериментальних досліджень кристалічних діелектриків. Розрахунки зонно-енергетичної структури монокристалів, а також повної та парціальної густин електронних станів та природи основних енергетичних груп підтверджено дослідженнями Х-променевих фотоелектронних та Х-променевих емісійних спектрів їх електронної структури.На основі температурно-спектрально-баричних діаграм одновісного стану кристалів запропоновано використання їх в якості п'єзооптичних та термооптичних елементів для кристалооптичних датчиків тиску та температури. Запропоновано та запатентовано пристрій для дослідження оптичної якості монокристалів.^UThe work is devoted to the solving of the actual problem of searching and studying of the crystalline dielectrics properties for their use in classical optical devices and different fields of modern optoelectronics and sensorics; to the development of methods for prediction and synthesis of materials with predetermined, controlled and stable refractive properties possessing points of birefringence sign inversion (BSI) in a wide temperature and spectral ranges. The work contains results of experimental studies of the refractive properties of dielectric crystals of the АВSO4 (where А, В = Li, К, Na, Rb, NH4) sulfates group and А2ZnCl4 (where А = К, Rb) chlorozincates group, as well as doped crystals of triglycine sulfate; their temperature-spectral-baric changes and theoretical calculations of the band-energy structure, on the basis of which spectra of the optical constants of these crystals are analyzed.It is established that the increase of the refractive indices of crystals due to the isomorphic cationic-anionic substitution is caused by the increase of their average ionic radius and the density of the crystal, which causes an increase in the polarization action of the cations and anionsThe isotropic points at the temperature of 300 K and λ0 ≈ 683 nm (α-LiNH4SO4 crystal), and in the short-wavelength spectrum region (β-LiNH4SO4 crystal) are revealed.The nature of the baric changes of the refractive indices ni and birefringence ni in a wide temperature (77–1000 K) and spectral (300–800 nm) ranges is elucidated. It is shown that uniaxial compression increases refraction R and polarizability i of crystals. Baric growth of refractive indices of crystals is caused by the decrease in the effective power of the ultraviolet oscillator and a slight increase in the power of the infrared oscillator caused by the decrease in the band gap Eg and shift of the UV absorption band maximum towards lower frequencies, as well as by change in effective oscillators density of crystals. The factor characterizing the change in the dispersion frequency (change in the type of chemical bond), ie the polarizability itself in comparison with the geometric factor (compression of the sample) is dominant in the total baric increment of refraction R, and, therefore, in the change of refractive index.It is established that the uniaxial pressures can induce the "pseudoisotropic" states in crystals, shift isotropic points along spectral and temperature ranges, and change the temperature interval of existence of the intermediate phase of the K2SO4 crystal. The disappearance of incommensurate phase and the occurrence of paraelectric-ferroelectric PT ("triple point") in chlorozincate crystals under the action of uniaxial pressure is revealed. The mechanism of influence of uniaxial pressures of different geometry on temperature points of PT is presented. The effect of uniaxial pressures on the mechanism of structural phase transitions in ferroics of the sulfate and chlorozincate groups, which consists in various variants of ordering the orientations of tetrahedral groups, is elucidated, and the infrared (IR) reflection spectra of mechanically free and uniaxially loaded crystals are analyzed.Calculations of the band-energy structure of single crystals, as well as the total and partial densities of electronic states and the nature of the main energy groups are confirmed by studies of X-ray photoelectron spectra (XPS) and X-ray emission spectra (XES) of their electronic structure.The method of calculation of spectral dependences of the refractive indices n(λ), birefringence Δn(λ) and absorption k(E) of crystals using Kramers–Kronig dispersion ratios on the basis of the dependences of the real and imaginary part of the complex dielectric function, obtained from band-energy structure and experimental IR reflection spectra, was tested. The qualitative correlation of experimental and calculated curves is revealed. This gives grounds for the use of theoretical methods for calculating optical functions, primarily in spectral regions that are difficult to access for the experiment.Based on the temperature-spectral-baric diagrams of the uniaxial state of α-LiNH4SO4, (NH4)2SO4 and K2SO4 crystals, it is proposed to use them as piezo-optic and thermo-optic elements for crystal-optic pressure and temperature sensors. For experimental optical measurements of the refractive parameters, the device for investigation of the optical quality of single crystals was proposed.Key words: dispersion, refractive index, birefringence, birefringence sign inversion (isotropic point), phase transitions, temperature-spectral-baric diagrams, uniaxial mechanical pressures, IR reflection spectra, piezo-optic coefficients, band-energy structure, density of states, dielectric function, X-ray photoelectron and X-ray emission spectra.

У роботі синтезовано кристали сульфату (СК) калію з концентрацією домішки іонів міді 1,7 та 3%. Досліджено структуру домішкових кристалів методом X-променевої порошкової дифракції. Встановлено, що цю структуру можна розглядати як результат кратного (два атоми калію на один атом міді) гетеровалентного заміщення. Уперше проведено дослідження дисперсійних залежностей показників заломлення імерсійним методом Обреїмова у спектральному діапазоні 300…700 нм для кристалів сульфату калію із концентрацією домішки 1,7 % та 3%, відповідно для трьох кристалофізичних напрямків. Встановлено, що введення домішки призводить до зменшення абсолютних величин показників заломлення і не змінює характеру їх дисперсії. Досліджено спектральні (300…700 нм) залежності двозаломлення спектроскопічним методом кристалів сульфату калію з домішкою іонів міді у концентраціях 1,7 % та 3 %, відповідно. Досліджено вплив одновісного навантаження та температури на двозаломлення. Встановлено, що введення домішки змінює абсолютні величини двозаломлення. Також встановлено, що одновісні навантаження змінюють величину абсолютних значень двозаломлення. У кристалах СК з домішкою іонів міді виявлено виникнення двох ізотропних точок. Показано, що введення домішок призводить до зміщення ізотропних точок у бік нижчих температур, порівняно із чистим кристалом. Побудовано узагальнені температурно-спектрально-баричні діаграми ізотропного стану домішкових кристалів СК, що може мати практичне значення при використанні даного кристала у якості кристалооптичного датчика. Проведено дослідження термічного розширення, диференціального термічного аналізу та двозаломлення кристалів сульфату калію із домішками іонів міді у температурному діапазоні, що охоплює точку фазового переходу. Показано суттєву зміну величини стрибка під час ФП та зміщення точки ФП у бік нижчих температур. Досліджено величини комбінованих і абсолютних п'єзооптичних коефіцієнтів домішкових кристалів СК. Виявлено їх незначне зменшення порівняно з чистим кристалом, що свідчить про збільшення механічної жорсткості домішкових кристалів. Проведено розрахунки зонно-енергетичної структури кристалів сульфату калію із домішкою міді концентрацією 3% з використанням теорії функціоналу густини. З'ясовано, що у забороненій зоні присутні рівні d-електронів міді які внаслідок дії кристалічного поля знімають їх виродження. Проведено дослідження X-променевих фотоелектронних та X-променевих емісійних спектрів домішкового кристала СК. Показано, що експериментальні результати добре узгоджуються із результатами теоретичних розрахунків зонно-енергетичної структури. Запропоновано використовувати ізоморфний кристал K1.75[NH4]0.25SO4 у якості термочутливого елемента у пристрої для вимірювання температури. Також запропоновано використовувати кристал фторберилату амонію у якості п'єзооптичного елемента у пристрої для вимірювання тиску.^UPotassium sulfate (PS) crystals doped with copper ions with concentrations of impurity of 1.7% and 3% were synthesized. The structure of impurity crystals was studied by the X-ray powder diffraction method. It is established, that it can be considered as a result of multiple (two potassium atoms per copper atom) heterovalent substitution. Dispersions of refractive indices of potassium sulfate crystals doped with copper ions with the 1.7 and 3% impurity concentration are studied for the first time by the Obreimov method in the spectral range 300… 700 nm and for thre principal crystal optics directions. It is established that the introduction of impurity leads to a decrease in the absolute values of the refractive indices and does not change the nature of the dispersion. The spectral (300… 700 nm) dependences of birefringence of potassium sulfate crystals doped with copper ions with different concentrations of impurity (1.7 and 3%) are investigated by the spectroscopic method. The influence of uniaxial pressures and temperature changes on birefringence is investigated. It is established that the introduction of impurity changes the absolute values of birefringence. It is also established that uniaxial pressure changes the magnitude of the absolute values of birefringence. It is found the presence of two birefringence-sign-inversion points in doped with copper ions PS crystals. It is shown that the introduction of impurity leads to the shift of birefringence-sign-inversion points towards low temperatures if compared with that of pure crystal. Generalized temperature-spectral-baric diagrams of the isotropic state of doped with copper ions PS crystals are constructed, which may be of practical importance when using this crystal as a crystal-optical sensor. The study of thermal expansion, differential thermal analysis, and birefringence of potassium sulfate crystals doped with copper ions is carried out in the wide temperature range, covering the phase transition point. The values of the combined and absolute piezooptical coefficients of doped PS crystals are investigated. Slight decrease of the coefficients in comparison with that of pure crystal was revealed, which indicates an increase in the mechanical stiffness of impurity crystals. Calculations of the band-energy structure of PS crystals doped with copper ions with the 3% impurity concentration were performed using density functional theory. It was found that there are levels of copper d-electrons in the band gap, which remove their degeneration due to the action of the crystal field. In order to confirm the calculated band-energy structure, the X-ray photoelectron and X-ray emission spectra of the PS crystals doped with copper were studied. The experimental results have confirmed the results of theoretical calculations of the band-energy structure. It is proposed to use the K1.75[NH4]0.25SO4 crystal as a thermosensitive element in a device for measuring temperature. It is also proposed to use the ammonium beryllium fluoride crystal as a piezoelectric element in the pressure measuring device.

Об'єкт дослідження: зміна електро- та теплофізичних властивостей полімерних систем під впливом морфологічної гетерогенності і зовнішніх полів різної фізичної природи. Мета дослідження: дослідження впливу морфологічної гетерогенності гетерогенних полімерних систем, отриманих на основі полівінілхлориду, на комплекс властивостей композиту; одержання нових металонанодисперсних наповнювачів; розробка та опис моделей матеріалу з врахуванням джерел його гетерогенності; з'ясування поведінки гетерогенних полімерних систем в електричних та температурних полях. Методи дослідження та апаратура: об'ємна дилатометрія, діелектрична та інфрачервона спектроскопія, метод вольт-амперної характеристики, диференціальний термічний і термогравіметричний аналіз, рентгенографія. За допомогою методу електричного вибуху провідника та електрохімічним методом отримано новий тип полімерних металонанокомпозитів на основі полівінілхлориду. Досліджено поведінку таких матеріалів в зовнішніх температурних та електричних полях. Запропоновано модельні підходи, що дозволяють моделювати поведінку нанокомпозитів на основі аморфних полімерів в умовах дії полів різної фізичної природи. Вперше проведено системні дослідження морфологічної гетерогенності структури композитних матеріалів на основі гнучколанцюгових аморфних полімерів та показано її вплив на релаксаційні і теплофізичні властивості таких матеріалів, в умовах дії зовнішніх полів різної фізичної природи та їх інтенсивності дії. Отримано аналітичні співвідношення, що дозволяють пов'язати мікрохарактеристики полімерних нанокомпозитів з їх макроскопічними параметрами.^UObject of research: effect of morphological heterogeneity and external fields of different physical nature on electro- and thermophysical properties of polymer systems. The purpose of the study: to study the effect of morphological heterogeneity of heterogeneous polymer systems based on polyvinyl chloride on the complex properties of the composite; obtaining new metal-dispersed fillers; development and description of material models taking into account the sources of its heterogeneity; elucidation of the behavior of heterogeneous polymer systems in electric and temperature fields. Research methods and equipment: volume dilatometry, dielectric and infrared spectroscopy, volt-ampere characteristic method, differential thermal and thermogravimetric analysis, radiography. A new type of polymeric metal nanocomposites based on polyvinyl chloride was obtained using the method of electric explosion of the conductor and electrochemical method. The behavior of such materials in external temperature and electric fields was studied. Model approaches were proposed to model the behavior of nanocomposites based on amorphous polymers under the action of fields of different physical nature. For the first time it was carried out a systematic study of the morphological heterogeneity of the structure of composite materials based on flexible-chain amorphous polymers and it was shown its influence on the relaxation and thermophysical properties of such materials under conditions of external fields of different physical nature and intensity. Analytical relations were obtained, which allow to connect the microcharacteristics of polymer nanocomposites with their macroscopic parameters.

Досліджено вплив природних і антропогенних компонентів навколишнього середовища на узбережжі Чорного моря на стан здоров'я дітей. Установлено закономірності впливу комплексу чинників морського узбережжя та функціональні резерви організму дітей, що відпочивають. Обгрунтовано та розроблено методичні підходи до оцінювання ефективності оздоровлення дітей і підлітків за умов кліматичного курорту. Надано позитивну оцінку рекреаційних ресурсів узбережжя північно-західної частини Одеської затоки. Установлено, що стан здоров'я дітей, що прибули на відпочинок, характеризується помірним зниженням адаптаційних резервів, який більш виражений у дітей, що постійно мешкають за екологічно несприятливих умов. Після оздоровлення в дітей відбувається нормалізація адаптаційних можливостей, що має прояв у гармонізації показників фізичного розвиту, якісного складу мікробіоценозів шкіри та слизових, зростанні адаптаційного потенціалу. На підставі результатів дослідження рекомендовано схему оцінювання ефективності оздоровлення дітей і підлітків, елементами якої є тести, регламентовані чинними санітарними нормами і правилами, а також додаткові неінвазивні методи дослідження (лазерно-кореляційна спектроскопія).

  Скачати повний текст

Дисертаційна робота присвячена пошуку нових ефективних безпечних сполук серед похідних 4-аміно-5-метил-4Н-1,2,4-триазол-3-тіолів з потенційною протимікробною, протигрибковою, актопротекторною, антипіретичною активністю; встановленню певних залежностей «хімічна структура – біологічна дія» та рекомендаціям стосовно подальших досліджень для сполук-лідерів вищевказаного ряду. Синтез 4-(ариліденаміно)-5-метил-4Н-1,2,4-триазол-5-тіолів взаємодією тіолів з ароматичними альдегідами в середовищі ацетатної кислоти. Встановлено, що при додаванні подвійної кількості натрію борогідриду проходить відновлення іміно-групи до вторинного аміну. Синтезовані відповідні основи Шифа, Маніха. Синтез 5-метил-3-алкіллтіо-N-(4-нітробензіліденаміно)-4Н-1,2,4-триазол-4-аміни та проведені квантово-хімічні розрахунки направленості термодинамічного вигідного утворення продукту. В подальшому вивчалась реакція алкілування з галогеналканами, при цьому синтезовано ряд S-алкілпохідних та ряд біс-похідних. Синтезовані також 2-((ариліденаміно)-3-метил-4-H-1,2,4-триазол-3-іл)тіо)ацетатні кислоти, визначені константи іонізації (pKa), в подальшому була вивчена гетероциклізація у присутності надлишку оксид-трихлориду фосфору. Будову синтезованих сполук встановлено за допомогою сучасних інструментальних методів аналізу (ІЧ- та 1H-ЯМР-спектроскопія, елементний аналіз, мас-спектрометрія). За результатами PASS Online була встановлена можлива ймовірність прояву у нових синтезованих речовин протимікробної, протигрибкової, рістстимулюючої, актопротекторної та антиоксидантної дії. Встановлено, що за класифікацією К. К. Сидорова сполуки належать до IV класу токсичності (малотоксичні речовини). Протимікробна дія найбільш виражена у бензиліденгідразидів 4-аміно-3-(4-трет-бутилфеніл)-1Н-1,2,4-тріазол-5-тіону, які мають в бензиліденовому фрагменті молекули такі замісники, як флуор, хлор та нітрогрупу, або залишок 5-нітрофурану. «Сполука-лідер» 4-((4-метоксибензиліден)аміно)-5-метил-4Н-1,2,4-триазол-3-тіол, яка проявляє актопротекторну та рістстимулюючу дію, є малотоксичною, добре розчиняється в воді та має просту методику одержання, рекомендована для подальших досліджень. Для даної субстанції розроблено та затверджено проект МКЯ.^UThe dissertation is devoted to the search for new effective safe compounds among derivatives of 4-amino-5-methyl-4H- 1,2,4-triazole-3-thiols with potential antimicrobial, antifungal, actoprotective, antipyretic activity; establishing certain dependencies "chemical structure biological activity" and recommendations for further research for compounds-leader of the above series. Synthesis of 4-(arylidenamino)-5-methyl-4H-1,2,4-triazole-5-thiols by the interaction of thiols with aromatic aldehydes in acetic acid. It was found that the addition of twice the amount of sodium borohydride reduces the imino group to the secondary amine. The corresponding bases of Schiff and Manich were synthesized. Synthesis of 5-methyl-3-alkylthio-N-(4-nitrobenzylideneamino)-4H-1,2,4-triazol-4-amines and quantum chemical calculations of the direction of thermodynamically advantageous product formation were performed. Subsequently, the alkylation reaction with haloalkanes was studied, and a few S-alkyl derivatives and a few bis-derivatives were synthesized. Also synthesized 2-((arylidenamino)-3-methyl-4-H-1,2,4-triazol-3-yl)thio)acetic acid, determined ionization constants (pKa), subsequently studied heterocyclization in the presence of excess oxide-phosphorus trichloride. The structure of the synthesized compounds was established using modern instrumental methods of analysis (IR and 1H-NMR spectroscopy, elemental analysis, mass spectrometry). According to the results of PASS Online, the possible probability of antimicrobial, antifungal, growth-stimulating, actoprotective and antioxidant effects in the newly synthesized substances was established. It is established that according to K. Sidorov's classification compounds belong to the IV class of toxicity (low-toxic substances). The antimicrobial effect is most pronounced in benzylidene hydrazides of 4-amino-3-(4-tert-butylphenyl) -1H-1,2,4-triazole-5-thione, which have in the benzylidene fragment of the molecule such substituents as fluorine, chlorine and nitro group, or a residue of 5-nitrofuran. "Lead compound" 4-((4-methoxybenzylidene)amino)-5-methyl-4H-1,2,4-triazole-3-thiol, which has an actoprotective and growth-promoting effect, is low-toxic, soluble in water and has a simple method of obtaining, recommended for further research. A MCY project has been developed and approved for this substance.