Розглянуто питання розробки теорії хімічної будови та реакційної здатності поверхні твердих тіл, дослідження природи активних центрів, механізмів сорбції, хімічних реакцій та інших перетворень у поверхневому шарі, розв'язання медико-біологічних проблем поверхні, вивчення поверхневих станів. Описано явища дифузії, переносу заряду та маси, фазоутворень на поверхні, квантоворозмірних ефектів систем, взаємодії з випромінюванням. Висвітлено технологічні аспекти одержання високодисперсних твердих тіл, їх модифікованих форм та нанокомпозитів.

Рассмотрены вопросы разработки теории химической структуры и реакционной способности поверхности твердых тел, исследования природы активных центров, механизмов сорбции, химических реакций и других преобразований в поверхностном слое, решения медико-биологических проблем поверхности, изучения поверхностных состояний. Описаны явления диффузии, переноса заряда и массы, фазообразований на поверхности, квантоворазмерных эффектов систем, взаимодействия с излучением. Изложены технологические аспекты получения высокодисперсных твердых тел, их модифицированных форм и нанокомпозитов.

Головний редактор:

Наведено результати досліджень механізмів сорбції, хімічних реакцій та інших перетворень в поверхневих шарах, теоретичне визначення потенціалу іон-поверхневої взаємодії для багатошарових адсорбентів на основі кремнезему. Розглянуто питання розробки теорії хімічної будови, реакційної здатності центрів поверхні твердих тіл, квантоворозмірних ефектів систем, фазових перетворень на поверхні, взаємодії з випромінюванням. Висвітлено технологічні аспекти одержання високодисперсних твердих тіл, їх модифікованих форм та нанокомпозитів. Описано особливості золь-гель синтезу оксидних систем та їх фізико-хімічні властивості. Представлено структурні характеристики мезопоруватих кремнеземів з бі- та трифункціональним поверхневим шаром. Проаналізовано вплив гідроксиду калію на розвиток поруватої структури вугілля під час нагрівання.

Приведены результаты исследований механизмов сорбции, химических реакций и других преобразований в поверхностных слоях, теоретическое определение потенциала ион-поверхностного взаимодействия для многослойных адсорбентов на основе кремнезема. Рассмотрены вопросы разработки теории химической структуры, реакционной способности центров поверхности твердых тел, кванторазмерных эффектов систем, фазовых преобразований на поверхности, взаимодействия с излучением. Освещены технологические аспекты получения высокодисперсных твердых тел, их модифицированных форм и нанокомпозитов. Описаны особенности золь-гель синтеза оксидных систем и их физико-химические свойства. Представлены структурные характеристики мезопористых кремнеземов с би- и трифункциональным поверхностным слоем. Проанализировано влияние гидроксида калия на развитие пористой структуры угля при нагревании.

Головний редактор:

Магниточувствительные нанокомпозиты с функциями нанороботов для применений в медицине и биологии

Обобщены результаты исследований с целью обоснования концепции химического конструирования магниточувствительных нанокомпозитов с многоуровневой иерархической архитектурой и функциями медико-биологических нанороботов: распознавания микробиологических объектов в биологических средах; целевой доставки лекарственных препаратов в клетки- и органы-мишени и депонирования; комплексной терапии химио-, иммуно-, нейтрон-захватным, гипертермическим методами и диагностики в режиме реального времени; адсорбции остатков клеточного распада и их удаления из организма с помощью внешнего магнитного поля. Рассмотрены методы синтеза, физико-химические свойства, биологическая активность и практические применения нанокомпозитов.

The spatial separation of electron-hole pairs in Si/Ge heterostructures = Просторовий розподіл електрон-діркових пар в Si/Ge гетероструктурах

Досліджено фотогенерацію і транспорт нерівноважних носіїв заряду і визначений механізм фотовідповіді в напівпровідникових SiGe/Si і SiGe/SiO2/Siр-гетероструктурах з наноострівцями. Зразки були вирощені методом молекулярно-променевої епітаксії. Узагальнено результати досліджень морфологічних, структурних, оптичних та електричних властивостей гетероструктур з нанорозмірними об'єктами - квантовими точками і квантовими ямами. Показано, що фотопровідність наногетероструктури SiGe/Si в інфрачервоному діапазоні в залежності від компонентного складу, розмірів і величини механічних напружень в наноострівців Si1-xGex визначається міжзонними і внутрішньозонними переходами за участю локалізованих станів валентної зони Ge нанорозмірних об'єктів. Встановлено ефекти фото- довгострокового розпаду і оптичного затухання провідності в SiGe/SiO2/n-Si гетероструктур з SiGe нанокластерами, які викликані змінами електростатичного потенціалу в приповерхневій зоні p-Si підкладки і оптично-індукованого просторового перерозподілу захоплених позитивних зарядів між рівнями межі поділу SiO2/Si і локалізованих станів Ge наноострівців. Вивчено адсорбційні комплекси германію на реконструйованій грані Si (001) (<$E 4~times~2>) на прикладі кластера Si96Ge2H84. Для атомів Ge, локалізованих в приповерхневому шарі кластера, результати розрахунків методом ТФГ (B3LYP, 6-31G<^>**) положення їх 3d-остовних рівнів свідчить про кореляцію між хімічним зсувом Ge (3d) і хімічним оточенням атомів германію.

Исследование влияния вспомогательных фармацевтических веществ на микровязкость мембран эритроцитов методом спиновых зондов

Получены новые данные о влиянии ряда осмотически активных вспомогательных веществ различной структуры, молекулярной массы и разной концентрации на микровязкость и проницаемость мембран эритроцитов. Обнаружено, что под действием этих веществ в мембране эритроцитов происходят одновременно два разнонаправленных процесса - дегидратация клетки с увеличением микровязкости мембран и взаимодействие растворителя с липидами, сопровождающееся уменьшением микровязкости мембран, нарушением их жидкокристаллической структуры и упорядоченности фосфолипидов. Во многих случаях это приводит к двойственному характеру изменения вязкости мембран эритроцитов во времени, так как оба процесса действуют не синхронно. По влиянию изученных вспомогательных веществ на микровязкость мембран эритроцитов с учетом разных применяемых концентраций, их можно расположить в следующий ряд: пропиленгликоль (ПГ) << полиэтиленгликоль-300 (ПЭГ-300) << ПЭГ-400 << ПЭГ-1500 << ПЭГ-6000 << ПЭГ-4000 << полоксамер 237 << полоксамер 188 << гексиленгликоль (ГГ) << полоксамер 338 << N-метилпирролидон (N-МП) << полоксамер 407.

Nanocomposite based on SiC/Si: a new biomorphic material for maxillofacial surgery (experimental studies) = Нанокомпозит на основі SiC / Si: новий біоморфний матеріал для щелепно-лицевої хірургії (експериментальне дослідження)

Мета дослідження - вивчення взаємодії експериментальних зразків біоморфної кераміки на основі карбіду кремнію з кістковою тканиною (КТ) за даними скануючої електронної мікроскопії. Для досягнення цієї мети лабораторним тваринам (20 щурів) здійснили імплантацію зразків досліджуваного матеріалу в нижній щелепі КТ. Тварини були видалені з експерименту на 7, 30 і 90 день після початку експерименту з подальшим дослідженням поверхні матеріалу і площі його контакту з КТ. На підставі цих результатів встановлено, що мікроархітектоніка дослідженої кераміки сприяє процесу репаративного остеогенезу, забезпечуючи умови для колонізації живих клітин на поверхні матеріалу. Це підтверджує можливість зв'язуючого співіснування кістки та імплантатів біоморфного карбіду кремнію без ознак відторгнення або його делімітації. Аналіз результатів CEM показав, що має місце адаптація КТ і реструктуризація кістки в присутності карбіду кремнію, проростання тканини в пори та щільне прилягання до поверхні матеріалу.

Розкладання пероксиду водню нанокомпозитами каолін - нанорозмірний оксид церію

Ряд нанокомпозитів каолін - нанорозмірний оксид церію було синтезовано осадженням нітрату церію у водному середовищі без стабілізаторів при кімнатній температурі. Кількість нанесеного оксиду церію в наноматеріалі варіюється у межах 2,76 - 7,37 %, розмір частинок 5,6 - 10,4 нм. Співвідношення IUVSCe4+/IUVSCe3+ у нанокомпозитах було оцінено за допомогою УФ-спектроскопії дифузного відбиття. Каталітичну активність нанокомпозитів, каоліну, чистого нанооксиду церію досліджували в реакції розкладання H2O2 в діапазоні pH 8,5 - 10,5 і в порівнянні з активністю ферменту каталаза. Показано, що активність каталізаторів, які містять нанооксид церію, корелює із вмістом модифікатора, дисперсністю частинок СеО2 та кількістю поверхневих дефектів, що оцінюється як співвідношення IUVSCe4+/IUVSCe3+. Залежність активності зразків від pH екстремальна з максимумом при pH 9,5 - 10.

Каталазоподібна активність вуглецевих нанотрубок, декорованих нанооксидом церію

Синтезовано серію матеріалів на основі вуглецевих нанотрубок та нанооксиду церію (ВНТ - CeO2) за реакцією осадження нітрату церію у водному середовищі при кімнатній температурі без стабілізаторів. Вміст CeO2 в нанокомпозитах варіюється в межах 0,66 - 15,29 % мас. Досліджено каталітичну каталазоподібну активність нанооксиду церію, ВНТ та їх нанокомпозитів у реакції розкладання пероксиду водню при значеннях pH середовища 8 - 11. Знайдено екстремальну залежність каталітичної активності нанооксиду церію та церієвмісних нанокомпозитів від pH середовища з pH-оптимумом в межах 9,5 - 10,5. Встановлено, що збільшення вмісту CeO2 у нанокомпозиті призводить до погіршення його каталітичних властивостей, що пояснюється агломерацією частинок нанооксиду, зменшенням їх питомої поверхні та поверхневих Ce<^>3+/Ce<^>4+ дефектів.

Електрофізичні властивості полімерних композитів з оксидом графену

Досліджено властивості полімерних композитів з вмістом оксиду графену до 15 % (мас.), одержаного методом Хамерса і Офемана. Показано, що провідність вихідного оксиду графену, визначена методом імпедансної спектроскопії, зумовлена переважно електронною складовою, але присутня й іонна. Поведінка концентраційної залежності електропровідності на низьких частотах та дійсної і уявноії складових комплексної діелектричної проникності на частоті 9 ГГц композитів суттєво змінюється у концентраційному діапазоні 3 - 5 %, що зумовлено наявністю порогу протікання за вмісту 4 %.

Ліпазоподібні властивості нанопоруватих вуглецевих матеріалів

Досліджено ліпазоподібні властивості нанопоруватих вуглецевих матеріалів (активоване вугілля типу СКН та КАУ і їх окиснені форми) в порівнянні із активністю нативного та адсорбційно іммобілізованого ферменту ліпаза в модельній реакції каталітичного гідролізу n-нітрофенілпальмітату за pH 6,0 - 8,0. Знайдено, що окиснені форми вугілля СКНок та КАУок виявляють власну каталітичну активність, яка складає відповідно 25 та 12 % від активності нативного ферменту. Ліпаза Candida rugose, фізично іммобілізована на поверхні нанопоруватих вуглецевих матеріалів, зберігає 30 - 50 % активності. Як допування вуглецевої поверхні гетероатомами, так і структурні характеристики носія впливають на активність іммобілізованого ензиму.

Розкладання органічних пероксидів вуглецевими наноматеріалами в неводному середовищі

Досліджено стабільність розчинів бензоїл- та лаурилпероксидів у різних розчинниках. Визначено каталітичну активність нанопоруватих (природне КАУ та синтетичне СКН активоване вугілля) і нанорозмірних (вуглецеві нанотрубки) вуглецевих матеріалів та їх модифікованих (окиснених і нітрогенвмісних) форм у порівнянні з активністю ензиму каталаза у модельній реакції розкладання органічних пероксидів шляхом розрахунку констант Міхаеліса за даними кінетики розкладання пероксиду. Показано, що вуглецеві наноматеріали виявляють високу каталітичну здатність у неводному середовищі. Встановлено, що каталітична активність досліджуваних зразків корелює зі зміною хімії поверхні, а саме із основністю поверхні та наявністю четвертинного нітрогену у структурі вуглецевих наноматеріалів.

Мікробні амперометричні сенсори для детектування етанолу та глюкози

Експериментально підтверджено доцільність використання бактерій роду Gluconobacter у біосенсорах для визначення органічних субстратів. Досліджено закономірності електрокаталітичного окиснення етанолу та глюкози іммобілізованими на вуглецевих матеріалах клітинами G. oxydans у присутності медіаторів електронного переносу та проведено оцінку функціональних характеристик створених моделей біосенсорів.

Адсорбция фолиевой кислоты на поверхности нанокристаллического диоксида церия

Адсорбция фолиевой кислоты из водных растворов на поверхности нанокристаллического диоксида церия количественно оценена с точки зрения теории комплексообразования на поверхности раздела фаз. По данным потенциометрического титрования рассчитаны константы равновесия кислотно-основных реакций гидроксильных групп на поверхности диоксида церия. Исследование адсорбции фолиевой кислоты на поверхности диоксида церия из водных растворов в зависимости от pH позволило рассчитать константы комплексообразования образующихся поверхностных комплексов.

Особливості розподілу електростатичного потенціалу в одно- та в двостінних вуглецевих нанотрубок типу (6,0), (15,0) та (6,0)@(15,0)

Напівемпіричним методом РМ3 та неемпіричним методом в базисному наборі 3 - 21 G розраховано хвильові функції вуглецевих нанотрубок типу (6,0), (15,0) та (6,0)@(15,0). Показано, що основним станом таких вуглецевих систем є триплетний. Побудовано карти розподілу молекулярного електростатичного потенціалу розглянутих нанотрубок в площинах, які проходять через центральну вісь нанотрубок. На основі побудованих карт проаналізовано електростатичні властивості ВНТ та зроблено висновки щодо потенційних застосувань результатів розрахунку.

<$E bold beta>-циклодекстринсодержащий полимерный материал: синтез и свойства

Реакцией сополимеризации синтезирован нерастворимый в воде сшитый <$E beta>-циклодекстринсодержащий полимер. Полимер не разрушается при длительном контакте со слабокислыми растворами, обладает сродством по отношению к бензойной кислоте и хорошими кинетическими параметрами сорбции. Сорбционные результаты проанализированы в рамках кинетической модели Лагергрена для процессов псевдопервого и псевдовторого порядка, а также моделей равновесной адсорбции Ленгмюра и Фрейндлиха. Показано, что взаимодействие бензойной кислоты с <$E beta>-циклодекстринсодержащим полимером описывается моделью Лагергрена для процессов псевдовторого порядка (R2 = 0,999). Активными центрами синтезированного материала выступают молекулы <$E beta>-циклодекстрина и уретановые фрагменты, образующие водородные связи между атомами кислорода карбоксильной группы молекулы бензойной кислоты и атомами водорода вторичной аминогруппы связующего агента.

Адсорбция оснований нуклеиновых кислот на поверхности нанокристаллического диоксида титана

Адсорбция азотистых оснований нуклеиновых кислот рассмотрена с точки зрения теории комплексообразования на поверхности раздела фаз диоксид титана - водный раствор электролита. Рассчитаны константы равновесия кислотно-основных реакций гидроксильных групп на поверхности диоксида титана и образования поверхностных комплексов с биомолекулами.

Спектр электронно-дырочной пары в полупроводниковых квантовых точках

В рамках модифицированного метода эффективной массы вариационным методом получен энергетический спектр основного состояния электронно-дырочной пары, находящейся в объеме квантовой точки оксида меди, помещенной в матрицу кварцевого стекла, как функция радиуса квантовой точки. Показано, что коротковолновый сдвиг пика спектра поглощения такой наноситемы обусловлен размерным квантованием энергетического спектра основного состояния электронно-дырочной пары, находящейся в объеме квантовой точки.

Квантово-хімічне моделювання міжмолекулярної взаємодії фулереноподібних молекул діоксиду силіцію (SiO2)n(H2O)n/2

Надано результати квантово-хімічних розрахунків (ТФГ, B3LYP, 3-21G) просторової структури та енергії утворення димерів сферичної фулереноподібної молекули діоксиду силіцію (SiO2)20(H2O)10. Показано, що найбільш стійким є комплекс, існування якого обумовлено 10 водневими зв'язками між силанольними групами мономерних молекул. Кожна силанольна група діє як донор електронної густини і протона. Утворення ковалентних зв'язків між мономерними молекулами (одного чи п'яти) з відщепленням відповідної кількості молекул води є ендотермічним процесом.

Клінічні та біохімічні дослідження ефективності дієтичної добавки Бальзасил при лікуванні синдрому залежності від алкоголю

Результати клініко-біохімічних досліджень показали терапевтичну ефективність дієтичної добавки Бальзасил, що поєднує адсорбційні і антиоксиданті властивості, при лікуванні синдрому залежності від алкоголю. У всіх групах хворих встановлена добра переносимість препарату, не виявлено протипоказань, побічної дії та алергічних реакцій.

Возвратно-поступательный инерционный броуновский мотор

Представлена теория инерционного возвратно-поступательного броуновского мотора, справедливая при произвольных массах частиц и частот дихотомных флуктуаций потенциальной энергии. Получено точное решение уравнения Клейна - Крамерса с флуктуирующими параболическими потенциалами для амплитуды возвратно-поступательного движения и средней скорости этого движения в состояниях дихотомного процесса. Показано, что учет инерции принципиально важен для получения корректных частотных зависимостей основных характеристик броуновского мотора.