Досліджено вплив нанесеної на поверхню пірогенного кремнезему металоксидної фази на хімічні перетворення, що відбуваються у адсорбованих кремнійорганічних сполуках залежно від температури. Експериментально встановлено, що наявність на поверхні пірогенного кремнезему металоксидних наноструктур сприяє пониженню початкових температур деструкції зв'язку Si - C у вакуумі та виділенню метану в області 470 - 820 та 820 - 1170 К. Запропоновано механізми розриву зв'язку Si - C і виділення метану у вакуумі: за низьких температур даний процес відбувається за участю брьонстедівських кислотних центрів поверхні, а за високих температур утворення метану відбувається за радикальним механізмом. Доведено, що в окиснювальній атмосфері присутність оксидів металів на кремнеземній поверхні сприяє розриву силоксанового зв'язку, що призводить до часткової деполімеризації адсорбованого полідиметилсилоксану. Досліджено реакцію генсаметилдисилазану з поверхнею кремнезему, що містить титан- і ванадійоксидну фазу, а також встановлено, що хемосорбція гексаметилдисилазану на поверхні зразка з ванадійоксидним покриттям відбувається по вільних силанольних групах і з розривом зв'язку SiO - V. Зазначено, що енергії активації даного процесу досить близькі за значенням для всіх зразків, з чого слідує, що нанесена на поверхню кремнезему металоксидна фаза істотно не впливає на процес хемосорбції гексаметилдисилазану.

  Скачати повний текст

Висвітлено результати теоретичної оцінки можливостей проведення хімічного збирання на частково триметилсилільованій поверхні за участю кремнійорганічних сполук та результати експериментальних досліджень термостимульованих хімічних перетворень на поверхні метилсилільованих кремнеземів. Встановлено, що енергії активації утворення метану та етилену внаслідок термодеструкції метилсилільних груп практично не залежать від ступеня хімічного модифікування поверхні пірогенного кремнезему. Теоретично встановлено, що величини енергій активації взаємодії силанольних та диметилсиланольних груп з диметилдихлорсиланом є близькими. Виявлено, що з підвищенням ступеня модифікування швидкість змочування пірогенного кремнезему водою та деканом змінюється не монотонно, проявляючи за ступеня модифікування 0,2 мінімум у першому та максимум - у другому випадку. Встановлено, що значення ступеня модифікування, яке характеризує перехід від гідрофільного кремнезему до гідрофобного, становить 0,55.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Вивчено процеси механічної та фізико-хімічної релаксації у капілярних системах, що відбуваються одночасно, за присутності поверхнево-активних речовин під час швидких деформацій міжфазних поверхонь. Значну увагу приділено проблемі знаходження динамічних властивостей рідких поверхонь у діапазоні середніх і малих ефективних часів адсорбції за допомогою методу максимального тиску у бульбашці та методу осцилюючої бульбашки. Запропоновано теорію швидких режимів формування бульбашок або їх осциляцій на тонких капілярах у рідині або розчині поверхнево активної речовини (ПАР) та визначено головні механічні, фізико-хімічні та геометричні характеристики систем, що контролюють їх поведінку залежно від експериментальних умов. За результатами аналізу експериментальних залежностей межової (високочастотної) пружності поверхні і характеристичної частоти дифузійної релаксації від концентрації розчину зроблено висновок про необхідність урахування власної двовимірної стисливості адсорбційного моношару для коректного опису дослідних даних за великих (проте менших за ККМ) концентрацій ПАР. Досліджено особливості динамічної поведінки більш складних систем - вільних плівок рідини, стабілізованих за допомогою ПАР, змочувальних плівок, що утворюються під час перенесення Ленгмюрівських моношарів, та пін.

  Скачати повний текст

Досліджено закономірності змочування та міжфазної взаємодії плівок різної хімічної природи, структурного (аморних, кластерних, кристалічних) та розмірного (від мікро- до нанодіапазону) стану у контакті з різними рідкими середовищами. Показано, що наноструктурування погіршує змочуваність за рахунок принципової зміни міжфазної границі, яка для наноструктур стає гетерофазною. Поведінка рідини на такій поверхні описується рівнянням Кассі - Бакстера для гетерофазних поверхонь. Виявлено підвищену чутливість наноструктруних плівок до впливу хімічних дій, що зумовлено їх надвисокою адсорбційною здатністністю відносно водню та кисню у порівнянні з мікрокристалічними плівками й об'ємним монокристалом алмазу. Поверхня нанокристалічних алмазних плівок виявляє максимальні (з усіх вуглецевих матеріалів) гідрофобність за умов гідрогенізації (у порівнянні з вуглеводневими полімерами), гідрофільність під час окиснення та інертність до металів зі слабкою взаємодією з вуглецем. Доведено, що наноструктурування значно розширює межі варіювання капілярними характеристиками матеріалу. На підставі одержаних результатів рекомендовано впроваджувати та виробляти наноматеріали з необхідними поверхнево-капілярними властивостями для біомедицини, електрохімії, текстильної та будівельної індустрій, електронно-оптичних приладів. Спрямоване хімічне модифікування плівок дає змогу у широких межах варіювати їх змочування, забезпечувати гідрофобність чи гідрофільність, протистояти окисненню, забезпечувати корозійну стійкість у різних середовищах - морських і підземних вод, агресивних хімічних рідин і газів.

  Скачати повний текст

Вперше застосовано схему квантово-хімічного опису термодинамічних параметрів кластеризації ПАР на поверхні поділу фаз вода\повітря, яку розроблено раніше й апробовано на класах дифільних речовин з однією функціональною групою. Розраховані значення геометричних параметрів елементарних комірок гомо- та гетерохіральних 2D-кластерів добре узгоджуються з існуючими експериментальними даними рентгеноструктурного аналізу та вказують на те, що 2D-плівка, одержана з рацемічної суміші, є істинно рацемічною сполукою, а не суміш окремих доменів енантіомерів. Показано, що термодинамічні параметри утворення та кластеризації альфа-амінокислот можуть бути розраховані у межах суперпозиційно-адитивного підходу на основі відповідальних параметрів амінів, карбонових кислот та алканів.

  Скачати повний текст

Наукове дослідження проведено шляхом моделювання з використанням спеціально розроблених комп'ютерних програм, що реалізують нові різновиди методики кінетичного Монте-Карло моделювання та удосконаленої методики моделювання дифузійних процесів за методом сіток. Встановлено, як на однорідність плівок під час рідкофазної епітаксії впливають величина переохолодження й енергія зв'язку з підкладкою. Шляхом Монте-Карло моделювання росту кристалів зі змішаних розплавів встановлено, як величина міжатомної взаэмодії різнойменних атомів впливає на структуру поверхні первинних гранних кристалів. Виявлено природу ефекту покращання адгезії до підкладки потрійного розплаву з активним В-компонентом у разі введення С-компонента, який сильно взаємодіє з основним А-компонентом і слабо взаємодіє з В-компонентом. Вперше відтворено всі стадії процесу утворення плівок з газової фази. Визначено фактори, що впливають на щільність напилених плівок, а також на контактні кути малих крапель, що зростають під час конденсації. Уперше виконано моделювання спрямованого твердіння з одночасним урахуванням анізотропії швидкості росту й поверхневого натугу. Встановлено що ця анізотропія більше впливає на розвиток збурень і сприяє утворенню більш регулярних структур. Встановлено, що теоретично очікувана стійкість фронту за дуже низьких швидкостей протягування зразка не підтверджується результатами Монте-Карло моделювання через локальні флуктуації швидкості росту, а структура кристала, що утворюється за таких умов, є вкрай недоконалою.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Експериментально досліджено деструкції поверхнево-активних речовин у водних розчинах і емульсій масло - вода, стабілізованих аніонними поверхнево-активними речовинами, за допомогою нерівноважної плазми несамостійного дугового розряду. Визначено оптимальні умови перебігу процесів та проведено оцінку енергозатрат для досягнення ступеня руйнування поверхнево-активних речовин (ПАР) до 90 % та емульсій - до 60 %. Показано, що дифільні властивості молекул ПАР можна використовувати для проведення реакцій їх взаємодії з органічними барвниками у водних розчинах та на поверхні високодисперсних силікагелів. Запропоновано фотометричний та сорбційно-тестовий методи визначення концентрації ПАР з використанням силікагелю та цинкону, а також сорбційно-спектроскопічний з застосуванням силікагелю та тіазинового червоного.

  Скачати повний текст

Проведено порівняльне дослідження структурно-сорбційних властивостей каолініту та гідрослюди, заміщених катіонною поверхнево-активною речовиною (ПАР) - бромідом цетилпіридинію (ЦПБ) і катіонним поліелектролітом - гідрохлоридом полігексаметиленгуанідину (ПГМГ-ГХ). Для з'ясування механізмів адсорбції ПАР і барвників на цих сорбентах застосовано новий підхід, що полягає у паралельному дослідженні взаємодії сорбату з модифікатором у водному розчині та на поверхні сорбенту. Встановлено механізми взаємодії органічних речовин аніонної, катіонної та неіоногенної природи у водних розчинах і на поверхні ЦПБ- і ПГМГ-ГХ-заміщених шаруватих силікатів. Виявлено, що в залежності від будови сорбату та модифікатора адсорбція відбувається за рахунок утворення асоціатів сорбатів/модифікаторів, гідрофобної взаємодії, іонного обміну. Розроблено сорбент для вилучення неіногенних ПАР з водного середовища, а також методику твердофазно-фотометричного визначення прямого червоного в природних водах.

  Скачати повний текст

Досліджено особливості електронної взаємодії складних органічих сполук з поверхнею бінарних нанорозмірних титанокремнеземних композитів. Установлено взаємозв'язок між їх фотокаталітичною активністю у реакціях фотомінералізації органічних токсичних сполук і вмістом діоксиду титану, структурою та фотоелектрохімічними характеристиками. Проведено систематичне дослідження залежності спектрально-люмінесцентних властивостей адсорбованих органічних молекул від вмісту діоксиду титану в матеріалах. Вивчено вплив діоксиду титану у титанокремнеземах на процеси фотоіндукованого між- та внутрішньомолекулярного переносу електрону в адсорбованих Twist Intramolecular Charge Trasfer (TICT) молекулах і молекулярній парі антрацен (An) - диметиланілін (DMA). Показано, що кислотні центри поверхні сприяють фіксації молекул і перешкоджають конформаційним змінам молекул та їх взаємній дифузії, повністю змінюючи їх фотохімічні та фотофізичні властивості. Вивчено проміжні продукти фотолізу піренметанолу й антрацену та пари антрацен-диметиланілін на поверхні титанокремнеземів під дією лазерного опромінення та виявлено утворення триплету та катіон-радикалу, які є інтермедіатами процесів окиснення аценів. Установлено важливу роль адсорбції як первинної стадії фотокаталізу.

  Скачати повний текст

Проведено спектрофотометричне вивчення різнорідної асоціації іонних форм ціанінових барвників з органічними протиіонами. Визначено стехіометричні співвідношення взаємодіючих протиіонів і термодинамічні сталі асоціації. Установлено, що міцність асоціатів може задовільно корелювати з деякими власними характеристиками органічних іонів: ентальпією гідратації, показником гідрофобності. Обговорено можливість раціонального застосування одержаного набору параметрів структур протиіонів для прогнозування можливості утворення асоціатів ціанінових хромофорів з великими органічними іонами у водному розчині. Розраховано термодинамічні характеристики процесу, які відображають істотний внесок дисперсійних і гідрофобних взаємодій. Вивчено руйнуючу дію іоногенних поверхнево-активних речовин (ПАР) на асоціати катіонних і аніонних ціанінів. Установлено властивості асоціатів, на яких базується спосіб кількісного визначення катіонних ПАР.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Розроблено наукові засади хімічного конструювання багаторівневих магніточутливих поліфункціональних нанокомпозитів, досліджено їх фізико-хімічні властивості. Наведено методику модифікації поверхні нанорозмірного магнетиту поліакриламідом у плазмі високочастотного розряду. З використанням фізико-хімічних методів досліджено структуру та властивості одержаних нанокомпозитів. Показано, що модифікація поверхні призводить до покращання сорбційних, міцнісних і термостабільних характеристик нанокомпозитів у порівнянні з вихідним магнетитом. Проведено вибір перспективних хімічних речовин для іммобілізації на поверхні нанокомпозитів з метою застосування в медицині та біології. Здійснено апробацію одержаних результатів шляхом дослідження взаємодії у системі нанокомпозит - біологічний об'єкт.

  Скачати повний текст

Розроблено золь-гель методику одержання плівкових фотокаталізаторів <€……> з даним співвідношенням компонентів, стійких до впливу агресивних середовищ і радіаційного опромінення. Встановлено, що атомне співвідношення елементів на поверхні плівок відрізняється від молярної концентрації компонентів у прекурсорі завдяки різній швидкості дифузії щодо поверхні плівки в процесі термічної обробки. Показано, що присутність наночастинок золота в плівках <€……> сприяє ефективності процесу поділу зарядів у процесах фотокаталітичного окиснення барвника родаміну Б. Знайдено оптимальний вміст золота в плівках <€……> та їх товщину для одержання високої фотоокиснювальної активності. Встановлено, що одержані композити <€……> є стійкими щодо агресивних і радіаційних середовищ і зберігають каталітичну активність в процесі фотовідновлення іонів Сг(VІ) після високоенергетичного опромінення з енергією 1,9 МеВ та різними дозами.

  Скачати повний текст

Розроблено методики створення систем на основі кісточкового активованого вугілля (КАВ) з нанесеними кислотними центрами, що є активними в реакціях кислотно-основного каталізу. Запропоновано варіанти попередньої обробки КАВ, що зумовлюють формування вуглецевих матриць з хімічно активним функціональним покривом. На базі сучасних методів дослідження вивчено особливості перебігу всіх стадій модифікування КАВ, описано термохімічні перетворення поверхневих кислотних центрів та досліджено адсорбційно-каталітичні властивості одержаних систем. На прикладі модельних реакцій дегідратації ізопропілового, метилового та етилового спиртів показано перспективність використання синтезованих матеріалів у кислотно-основному каталізі.

  Скачати повний текст

Здійснено теоретичні й експериментальні дослідження структур і властивостей самовпорядкованих надтонких (суб- і моношарових) органічних плівок (ОП), нанесених з розчину на атомно гладкі поверхні, а саме: реконструйовану грань Au (III) і базисну грань (0001) високо орієнтованого піролітичного графіту. Структурні дослідження ОП проведено безпосередньо в рідині за допомогою сканувального тунельного мікроскопа (СТМ), адаптованого до рідинного середовища. трифениленів, гексабензокороненів і силанів. Наведено приклади маніпуляцій з окремими молекулами, контрольованих електричним полем фазових перетворень і росту плівок, а також приклади створення штучних наноструктур (нанофабрикацію) за допомогою СТМ-вістря. Наведено тлумачення одержаних самовпорядкованих наноструктур у термінах адсорбційної та латеральної взаємодій.

  Скачати повний текст

З використанням методів малокутової дифракції рентгенівських променів, адсорбції-десорбції гексану, атомно-силової мікроскопії (СМ), сканувальної електронної мікроскопії (СЕМ) та електронної мікроскопії у режимі пропускання (ПЕМ) підтверджено формування мезопористої структури плівок після видалення темплату у разі прожарювання за 773 К.

  Скачати повний текст

Проведено систематичний аналіз впливу концентрації впроваджених іонів літію на кінетику та термодинаміку електрохімічної інтеркаляції моноселеніду індію та галію, а також телуриду та селеніду вісмуту. Досліджено кінетику літій-іонної інтеркаляції дисульфіду титану методом імпедансної спектроскопії на монокристалічних зразках. Визначено основні фактори, які справляють визначальний вплив на зміну термодинамічних і кінетичних параметрів у процесі інтеркаляції.Пояснено механізм процесу комбінованого інтеркалювання InSe та досліджено електрохімічну природу впливу інтеркалювання іонами протилежними за окисно-відновною дією на фото-е.р.с. контакту напівпровідник-електроліт. Визначено за електрохімічною методикою вплив впровадження іонів літію та хлору на положення рівня Фермі вихідної матриці та оцінено енергію відштовхування гостьових компонентів у міжшарових прошарках. Досліджено закономірності поляризації подвійного електричного шару у взаємозв'язку з експлуатаційними характеристиками літієвих джерел струму та конденсаторів з подвійним електричним шаром. Вивчено закономірності дифузійних процесів у фторованих катодах селеніду вісмуту.

  Скачати повний текст

Вивчено фізико-хімічні закономірності міжмолекулярної взаємодії у водних системах на основі поліметакрилової кислоти (ПМАК) та поверхнево-активних речовин (ПАР) різної природи. Зроблено оцінку рушійних сил міжмолекулярної взаємодії ПМАК-ПАР та проведено розрахунок термодинамічних показників процесу зв'язування (його параметра, уявної константи, стандартної вільної енергії Гіббса, ентальпії та ентропії). Показано, що взаємодія ПМАК-Triton X-100 є екзотермічним процесом, а утворення полімер-сурфактантних комплексів у досліджуваних системах є термодинамічно вигідним. Підтверджено різний характер зв'язування ПМАК-ПАР залежно від природи поверхнево-активної речовини. Встановлено провідну роль карбоксильної групи ПМАК в процесах полімер-сурфактантної взаємодії. Запропоновано моделі взаємодії поверхнево-активних речовин різної природи з поліметакриловою кислотою, які враховують стадійний характер взаємодії та зміну структури полімер-сурфактантних комплексів залежно від концентрації ПАР. Встановлено, що солюбілізація левоміцетину в системах ПМАК-Triton X-100 та ПМАК-бензилдиметил-(2-(2-(n-1,1,3,3-тетраметил бутилфенокси)етокси)етил)амоній хлорид викликає суттєве підсилення його бактерицидної дії.

  Скачати повний текст