Гиперпродукция так называемых холодовых агглютининов (ХА) - аутоантител, которые реагируют с антигенами аутологичных эритроцитов человека, является признаком некоторых аутоиммунных заболеваний, но особенного масштаба она достигает при некоторых злокачественных новообразованиях крови, когда ХА имеют моноклональную природу. Доказано, что моноклональные ХА вырабатываются В-лимфоцитами, которые для построения тяжелых цепей иммуноглобулиновых рецепторов всегда используют один и тот же генный сегмент - V4-34. На основании данных доступной литературы и собственных экспериментов автор предлагает гипотезу, согласно которой существенная часть нормальных В-лимфоцитов периферической крови человека, которые экспрессируют продукт V4-34, обладает способностью реагировать с аутологичными эритроцитами и удаляется из репертуара иммунной системы благодаря механизму, напоминающему "бомбу замедленного действия". Этот механизм срабатывает тогда, когда аутореактивные лимфоциты активируются в периферических лимфоидных органах через рецептор CD40. Дефект в этом механизме негативной селекции, обусловленный действием онкогенных вирусов или других факторов, возможно, приводит к экспансии определенных аутореактивных клонов клеток, экспрессирующих ХА, и их злокачественной трансформации.

Запропоновано детерміністичний та ймовірнісний методи для прогнозування росту тріщин в елементах конструкцій з вирізами. Методи враховують закономірності росту коротких тріщин і спрощують процедуру прогнозування. У детерміністичному підході прийнято експоненціальний закон зниження коефіцієнта концентрації напружень з віддаленням від вершини вирізу в напрямку поширення короткої тріщини. Рівняння для опису поширення тріщини по поверхні і в глибину матеріалу одержано на підставі формули Паріса. Імовірнісний підхід базується на лінійній механіці руйнування й передбачає стохастичну природу росту втомної тріщини. Обидва методи встановлюють вирази, що дозволяють оцінити втомну довговічність коротких та довгих тріщин. Правомірність підходів підтверджена для середньовуглецевої сталі.

Одержано аналітичні вирази для коефіцієнтів хімічної і стрибкової дифузії, а також для дифузії "мічених" атомів для випадку сильного відштовхування найближчих сусідніх адатомів, коли їх концентрація близька до половини моношару. Використовуючи важливу властивість саме такої системи, яка полягає в тому, що внесок у потік частинок дають тільки сильно скорельовані стрибки адатомів, ми змогли описати явища переносу в рамках кінетики майже ідеального газу дефектів. Пояснено природу глибокого мінімуму в концентраційній залежності коефіцієнта стрибкової дифузії, а також різні значення коефіцієнтів стрибкової дифузії і дифузії "мічених" атомів, які спостерігаються для покриттів більших, ніж половина моношару. Висновки нашої теорії порівнюються з результатами моделювання методом Монте-Карло на комп'ютері Cray T3E (LC672-128), причому алгоритм забезпечував повністю паралельний режим його роботи. Обидва підходи дають близькі результати, які істотно відрізняються від одержаних з використанням теорії, що нехтує кореляцією стрибків адатомів.

Одержано аналітичні вирази для коефіцієнтів хімічної і стрибкової дифузії, а також для дифузії "мічених" атомів у випадку, коли має місце сильне відштовхування найближчих сусідніх адатомів, а їх концентрація близька до половини моношару. Використовуючи важливу властивість саме такої системи, коли вклад в потік частинок дають тільки сильно скорельовані стрибки адатомів, ми змогли описати явища масопереносу в рамках кінетики розрідженого газу дефектів. Дано пояснення природи глибокого мінімуму в концентраційній залежності коефіцієнта стрибкової дифузії і дифузії "мічених" атомів, яка має місце при покриттях більших, ніж половина моношару. Досліджено вклад димірних конфігурацій в явища переносу адатомів. Димірний процес домінує при високих концентраціях адатомів. Теорія порівнюється з результатами моделювання методом Монте-Карло на комп'ютері Cray T3E (LC672-128), робота якого в повністю паралельному режимі забезпечувалась відповідним алгоритмом. Обидва підходи дають близькі результати, які в той же час істотно відрізняються від одержаних з використанням існуючої теорії, яка нехтує кореляцію стрибків адатомів.

Напруження мають тензорну природу, так що апріорно всі компоненти тензора напружень можуть відігравати роль у включених дифузійних процесах. Вплив напружень на дифузію є результатом трьох джерел: 1)вони змінюють атомну рухливість через вплив напружень (тиску та дотичних напружень) на концентрацію точкових дефектів і на частоту скачка; 2) вони вводять в потік дрейфовий член, пропорційний градієнту напруження; 3) вони модифікують граничні умови. Напруження можуть бути генеровані дифузійним процесом безпосередньо, через розмірний ефект. Через нелокальну форму поля напружень результатом буде у загальному випадку нелокальний закон, а звідси - порушення закону Фіка. Анізотропія пружності може викликати анізотропну дифузію в кубічних кристалах.

Методом зворотного крутильного маятника виміряно внутрішнє тертя зразків заліза різної чистоти та сталі, підданих наступним поверхневим обробкам: механічному шліфуванню, наводненню та покриттю мастилом. Для всіх оброблених зразків у температурному режимі 100 - 400 К виявлено складний спектр внутрішнього тертя. Природу релаксаційних процесів у приповерхневому шарі оброблених зразків визначено, порівнюючи параметри отриманих піків внутрішнього тертя деформованого та наводненого заліза і сталі. Взаємодія атомів проникнення з рухомими дислокаціями та рух сходинок на гвинтових дислокаціях є можливою причиною утворення піків внутрішнього тертя в зразках, покритих мастилом.

Процеси впорядкування та розпаду є загальними рисами сплавів з використанням міді з ефектом пам'яті форми. Практично всі сплави, які мають ефект пам'яті форми, містять неоднорідності різної фізичної природи (вакансії, антифазні межі, виділення, модуляції хімічного складу тощо), які змінюють структуру і властивості. Наведено експериментальні дані впливу Nb на властивості сплавів з ефектом пам'яті форми системи Cu - Al - Nb. Одержано штучно введені неоднорідності у вигляді дрібних частинок або частково розчинених (в Cu-матриці) металів з високою точкою плавлення. Методами рентгеноструктурного аналізу, електронної мікроскопії та резистометричними вимірюваннями вивчено вплив зміни структури внаслідок ізотермічних відпалів у широкому температурному інтервалі на характеристики мартенситного перетворювання в цих сплавах.

Встановленно, що у композитному матеріалі, армованому випадково розташованими короткими волокнами, пошкодження у разі механічного навантаження виникають внаслідок дії різних елементарних механізмів, таких як мікророзтріскування матриці, висмикування волокон, руйнування міжфазової границі волокно - матриця, руйнування волокон. Ці пошкодження зумовлюють значний вплив на макроскопічні властивості композитного матеріалу. Щоб отримати прийнятні механічні характеристики композитного матеріалу, важливо оптимізувати концентрацію волокон, а також якість міжфазової границі волокно - матриця, які безпосередньо впливають на ці пошкодження. Головна мета роботи - визначення впливу структурних параметрів на еволюцію пошкодження двох типів склопластиків на базі поліпропілену. Одночасно з класичним підходом до механічної теорії пошкодження, що базується на випробуваннях на розтяг із періодичним розвантаженням, використання методу акустичної емісії дає змогу вивчати в реальному часі природу та значимість механізмів пошкоджень у процесі навантаження. Додатково до цього фрактографічний аналіз дозволяє підтвердити різні передумови і висновки даного дослідження.

Показано, що спінова структура елементарних частинок природно описується узагальненими лагранжіанами Остроградського, що залежать від похідних вищого порядку. Одна компонента спіну відповідає обертанню частинки, а друга, що обумовлена залежністю лагранжіана від прискорення, відома як вібраційна (zitterbewegung) компонента.

Розглянуто питання методології викладання екологічних дисциплін у вузах та шляхи її покращення. Особливу увагу приділено проблемі екології у промислових регіонах і шляхам її вирішення. Досліджено сучасні проблеми використання відходів содового виробництва. Наведено сучасні методи зменшення забруднення навколишнього середовища автомобільним транспортом, проведення інвентаризації зелених насаджень і паспортизації озеленених територій. Охарактеризовано екологію як чинник сталого розвитку суспільства. Визначено економічні, законодавчі та правові шляхи охорони навколишнього середовища і раціонального використання природних ресурсів. Розглянуто проблеми екологічної та радіаційної безпеки. Проаналізовано економічні та екологічні чинники використання полімерів як вторинної сировини, питання регулювання викидів в атмосферу.

Розглядаються питання охорони довкілля в контексті біологічної освіти на порозі XXI століття, екологічні ризики і моніторинг біорізноманітності, реалізація принципу розвиваючого навчання при вивченні біології, а також інноваційні прийоми креативного розвитку учнів на уроках біології. Висвітлюються особливості управління розумовою діяльністю учнів на уроках математики, використання навчальних психотренінгів для розвитку математичних здібностей школярів, алгоритмічний підхід до викладання геометрії на підготовчих курсах навчального закладу. Повідомляється про інтеграцію природничих наук і деякі недоліки традиційного викладання фізики, аналізуються проблемні задачі з хімії та їх роль у вихованні творчого мислення учнів, елементи модульно-розвиваючого навчання і рейтингової оцінки знань при вивченні хімії в середній школі тощо.

Розглядаються загальні проблеми шкільної освіти, гуманітарні та екологічні аспекти викладання природничо-математичних дисциплін в середній школі, нові форми і методи навчання. Висвітлюються особливості диференціації та індивідуалізації навчання, специфіка роботи з обдарованими дітьми, досвід роботи шкіл з поглибленим вивченням природничо-математичних дисциплін. Аналізуються проблеми активізації пізнавальної діяльності школярів, експериментальні роботи як засіб розумового розвитку учнів, проблеми підготовки школярів до міжнародних олімпіад по хімії. Повідомляється про створення інтегровано-узгоджених програм з фізики, математики, астрономії та інформатики, про форми активізації самостійної роботи учнів на уроках математики та фізики. Характеризується рейтингова система оцінювання знань, колективні форми роботи на уроках хімії та біології тощо.

Наведено перші експериментальні результати щодо інфрачервоного випромінювання, індукованого проходженням іонізуючих частинок крізь помірно щільні інертні гази. Виявлено багату феноменологію, незалежну від природи падаючих частинок (протонів або електронів), а також два різні типи поведінки інфрачервоного випромінювання. Вважається, що перший тип спричинений процесами термалізації вторинних електронів за відсутності прикладеного ззовні електричного поля і пов'язаний зі сцинтиляційними явищами в ультрафіолетовій області. Другий тип - це інфрачервона емісія, що спостерігається під час дрейфу термалізованих електронів у газі під дією електричного поля.

Досліджено тепловіддачу при природній конвекції від прямокутної горизонтальної ізотермічної пластини методом шлірен томографії. Температурні поля повітряного потоку, що омивають пластину, виявилися трьохмірними. За отриманими у різних перерізах потоку даними обчислено локальні коефіцієнти тепловіддачі.

Викладається нова мова ХВИЛЯ для паралельної обробки і управління великими розподіленими системами різної природи. Вона основана на динамічному створенні та навігації розподілених віртуальних мереж за допомогою мобільного рекурсивного програмного коду у режимі просторового паттерн-метчінгу. Мова дозволяє створювати складні моделюючі та керуючі системи, котрі можуть ефективно функціонувати у відкритих мережах ЕОМ без жодних центральних ресурсів. Наводяться також приклади програмування ряда мережних задач.

Аналіз експериментальних даних, одержаних у простому контурі з природньою конвекцією показав, що зміни температури рідини у поперечному перерізі контура не можуть бути викликані стохастичними ефектами. Встановлено наявність у контурі дво- та тривимірних ефектів.

Представлено нове визначення інтеграла для функцій зі значеннями в банаховому просторі. Нова властивість інтегровності є слабкішою за інтегровність за Бохнером, але сильнішою, ніж інтегровність за Петтісом. Це визначення інтеграла природним чином веде до поняття множини границь інтегральних сум, яке можна розглядати як "узагальнений інтеграл" для неінтегровних функцій. Показано, що ця множина завжди є опуклою, а також непорожньою, якщо функція має інтегровну мажоранту, а простір є сепарабельним або рефлексивним.

Запропоновано мікроскопічний підхід до опису фазових переходів і критичних явищ в бінарних флюїдних сумішах. Він базується на методі колективних змінних з виділеною системою відліку. Обговорюється фізична природа параметра порядку в бінарній суміші. В фазовому просторі колективних змінних, який містить змінну, зв'язану з параметром порядку, отримано базисну густину міри (гамільтоніан Гінзбурга-Ландау-Вільсона). Показано, що проблема зводиться до тривимірної моделі Ізінга у зовнішньому полі.

З використанням прецизійних структурно-чутливих методик внутрішнього тертя і механічного гістерезису в інтервалі температур 293 - 800 К виміряно активаційні параметри дифузійної рухливості, непружності, мікроплинності та пластичної деформації насичених воднем твердих розчинів втілення і заміщення на базі металів з низьким (ГЦК-Al), середнім (ГЩУ-Mg) і високим (ОЦК-Mo) бар'єрами Пайерлса, їх малолегованих і насичених воднем сплавів з барієм, літієм і воднем. Обгрунтовано висновок, що близькодіюча дифузія, прискорена активацією кластерів "воднева вакансія - розчинений елемент", є одним із найбільш імовірних контролюючих механізмів розпаду насичених воднем ГЩУ-твердих розчинів заміщення і втілення з кластеризованою структурою, що формується. В ОЦК-Mo - C, H твердих розчинах атоми втілення певним чином впливають на зміну термічної компоненти наведеної критичної напруги зсуву, яка згладжує потенціальний рельєф ОЦК-грат за допомогою термічних осциляцій і полегшує, таким чином, термічно активоване подолання дислокаціями бар'єрів Пайерлса.

Методом зворотного крутильного маятника проведено виміри внутрішнього тертя зразків заліза різної чистоти та сталі після шліфування, наводнювання та покриття. Для усіх оброблених зразків за температур 100 - 400 К виявлено складний спектр внутрішнього тертя. Природу релаксаційних процесів у приповерхневому шарі оброблених зразків визначено через порівняння параметрів піків внутрішнього тертя з літературними даними для деформованих і наводнених заліза та сталі. Взаємодія атомів втілення з рухомими дислокаціями та рух сходинок на гвинтових дислокаціях є, ймовірно, причиною утворення піків внутрішнього тертя в зразках, вкритих оливою.