Вышел 9–10 номер журнала «российские нанотехнологии» тема номера – «космос»

      Комментарии к записи Вышел 9–10 номер журнала «российские нанотехнологии» тема номера – «космос» отключены

Вышел 9–10 номер журнала «российские нанотехнологии» тема номера – «космос»

Тема номера – «Космос»

СОДЕРЖАНИЕ

Слово редактора Что имеется «нано»? ………………………2

Дайджест………………………………..6

Космические каскады

В космических аппаратах используют два вида солнечных элементов – кремниевые и арсенид-галлиевые на германиевой подложке. Первые создавать дешевле и несложнее, исходя из этого они занимают подавляющую долю русского рынка. Для вторых требуются дефицитные материалы, они стоят существенно дороже кремниевых, но значительно действеннее. Исходя из этого, не обращая внимания на большую цену, заказы на арсенид-галлиевые батареи растут, соответственно, в Российской Федерации выгодно развивать собственное производство этих солнечных модулей…………………………………10

От форсунок до сенсоров

Перед нанопорошковыми разработками в авиационно-космической отрасли открыты громадные возможности, как с научной, так и с коммерческой точки зрения. Особенно это относится к таким направлениям, как новые структурные материалы, хранение и энерговыделение, передача и хранение информации, мониторинга и системы жизнеобеспечения. В ближайшие 10–15 лет направляться ожидать технологического прорыва в данной области.……………………………………………………………………………………..12

Наноплазмоника

Благодаря удачам в визуализации и производстве железных и полупроводниковых наночастиц скоро начинается новая область нанотехнологий – наноплазмоника. О ее достижениях и перспективах говорит врач физико-математических наук Василий Климов…………………………………………………………………………14

Лопатки для двигателя пятого поколения

Об опытах зарубежных ученых по улучшению черт лопаток газотурбинного двигателя при помощи нанотехнологий говорит Андрей Федотов, директор по формированию НПФ «Элан-Практик» (Дзержинск, Нижегородская обл.)………………………………………………………………………………………..16

Самолет – не металлическая птица

В Российской Федерации не хорошо развита инфаструктура производства авиационных углепластиков. Исправить обстановку окажет помощь выпуск полуфабрикатов для них – препрегов…………………………………………………………………………….19

Спектрометр будет искать жизнь на Марсе

Компания Nano-Optic Devices формирует наноспектрометр, трудящийся в видимом и ближнем ИК-диапазоне, для будущей миссии к Марсу………………………………..20

Любознательность – это то, что делает нас людьми

Отдел нанотехнологий в Исследовательском центре им. М.В. Келдыша образован совсем сравнительно не так давно – в 2007 г. Обозреватель РН Дмитрий Чулкин побеседовал с его начальником к. ф.-м. н. Ражудином Ризахановым о работе и замыслах на будущее…………………..22

Суперзащита для самолетов

На примере современного самолета возможно изучать фактически любую техники и область науки, в особенности материаловедение. Вправду, нагрузка на последовательность его узлов так громадна, а срок работы так продолжителен, что их изготавливают лишь из материалов с выдающимися особенностями. Таковы углепластики для обшивок и особые керамики для газотурбинных двигателей, разрабатываемые в Общероссийском университете авиационных материалов………………………………….24

Готовые ответы

История ФГУП «ОНПП «Разработка» началась в 1959 г. совместно со постройкой в Обнинске экспериментального завода по производству неметаллических авиационных материалов. С того времени предприятие поменяло большое количество названий, а в 1994 г. приобрело статус Национального научного центра РФ. Нанотехнологические разработки предприятия применяются на современном рынке авиационно-космической техники………………………………………………………………………26

Младшие братья

Научное перемещение за сверхмалые орбитальные аппараты крепнет из года в год. Эксперты уверены, что их новое поколение – наноспутники – поменяет экономику космической отрасли………………………………………………………..28

Нанотрубки, нанесенные на поверхность, увеличивают ее прозрачность и прочность 31

Л.М. Бронштейн, З.Б. Шифрина Наночастицы в дендримерах – от синтеза к применению

В настоящем обзоре рассмотрены методы получения наночастиц (НЧ) металлов, их оксидов и халкогенидов в присутствии разных дендримеров и дендронов. Дендримерам, их применению и свойствам в разных областях нанотехнологий посвящено множество обзоров, что говорит о растущем интересе исследователей к этому неповторимому классу монодисперсных высокоразветвленных макромолекул с высокоупорядоченной контролируемой структурой.

Своеобразные магнитные, оптические, электронные особенности нанокомпозитов дендримеров (дендронов) с НЧ определяют возможность их применения в медицине [54–58], катализе [32, 58–60], в качестве молекулярных сенсоров [61–65] и т.д. Дендримеры удачно стабилизируют НЧ, играясь наряду с этим роль темплата (НЧ образуются в дендримера) либо поверхностно-активных веществ (ПАВ), в то время, когда дендримеры являются стабилизирующими молекулами, и НЧ образуются между дендримерами.

Функционализированные дендроны также будут употребляться как стабилизирующие агенты: (1) конкретно при формировании НЧ либо (2) при последующей их функционализации методом замены начальных ПАВ на дендроны. Неповторимые преимущества дендримеров всецело реализованы в тех случаях, в то время, когда дизайн дендримеров либо условия получения разрешают (1) вырабатывать весьма мелкие частицы (к примеру, флуоресцентные нанокластеры серебра и золота) либо (2) осуществлять контроль размер НЧ при варьировании генерации дендримера или других условий, что разрешает регулировать свойства нанокомпозитов. Потому, что структура дендримеров (дендронов) значительно отличается от структуры классических ПАВ кроме того в тех случаях, в то время, когда роль дендримеров (дендронов) сводится лишь к роли ПАВ, это ведет к возможностям направленно изменять растворимость, функциональность и морфологию нанокомпозитов на их базе………………………………………………………..32

В.Г. Плотников, В.А. Смирнов, М.В. Алфимов О фотохимии примесных молекул в фотонном кристалле

Рассмотрены поведение квантового выхода фотохимических процессов в многоатомных примесных молекулах, находящихся в фотонном кристалле, его зависимость от относительного положения запрещенных энергии и зон кристалла нижних возбужденных состояний молекулы. При условии, что энергия нижнего синглетного фотохимически активного состояния молекулы попадает в запрещенную территорию кристалла, обязан наблюдаться рост квантового выхода фотохимической реакции если сравнивать с его величиной в простых растворах.

К таким реакциям относятся реакции изомеризации, диссоциации, переноса протона, окисления. Приведены примеры совокупностей, в которых направляться ожидать проявления этого результата. Обсуждаются кроме этого реакции, протекающие в нижнем и верхних триплетных состояниях, возбуждаемых двухквантовым методом, и реакции, сенсибилизированные при межмолекулярном переносе энергии электронного возбуждения…………………………………………………………………………..56

Ю.В. Мартыненко, М.Ю. Нагель Образование развитого нанорельефа осаждаемых пленок

Предложена модель образования нанорельефа пленок, формируемого при осаждении на поверхность потока атомов на базе роста структур из одиночных атомов, диффундирующих по поверхности. Обстоятельством появления сложной фрактальной структуры пленки есть образование устойчивых кластеров или в следствии флуктуационного образования зародышей критического размера, или на примесных атомах, являющихся центрами зарождения кластеров.

При больших температурах вероятен перенос адатомов к более горячим элементам рельефа благодаря убывания энергии активации диффузии с ростом температуры. Это содействует образованию фрактальной структуры пленки. На более поздней стадии роста фрактальной пленки главным механизмом роста делается диффузионно ограниченная агрегация осаждаемых атомов. Размер минимального кластера фрактальной структуры определяется диффузионным разравниванием и равен rmin = 2?a3/T, где ? – поверхностное натяжение, T – температура поверхности, а – ядерный размер……………………………………………………………………….59

Д.К. Белащенко, А.Н. Сиренко, Д.Л. Тытик Влияние формы межчастичного потенциала на структурные превращения в железных кластерах

Изучен способом молекулярной динамики процесс превращения кубооктаэдрических кластеров «волшебных» размеров в икосаэдрическую конфигурацию в промежутке температур от 0 K до 1100 К. Использовали парный потенциал Леннард-Джонса и большое количество- частичный потенциал модели загружённого атома (Embedded Atom Model – ЕАМ) для серебра. Температура начала превращения растет с повышением размера кластера.

При потенциала Леннард-Джонса, эквивалентного потенциалу ЕАМ по параметру и энергии решетки ГЦК-серебра, температуры превращения существенно выше, чем при потенциале ЕАМ. Время ожидания превращения обнаруживает большой разброс. Для каждого межчастичного потенциала возможность превращения при всех температурах и размерах кластеров описывается единой формулой типа Аррениуса, причем действенная энергия активации растет с повышением размера кластера.

Энергия икосаэдрической конфигурации ниже кубооктаэдрической в любых ситуациях. Вычислены энтропия кластеров и колебательные спектры. Энтропия икосаэдрической конфигурации мало ниже кубооктаэдрической…………………………………………………..64

А.В. Окотруб, А.Г. Куреня, А.В. Гусельников, А.Г. Кудашов, Л.Г. Булушева, А.С. Бердинский, Ю.А. Иванова, Д.К.

Иванов, Е.А. Стрельцов, Д. Финк , А.В. Петров, Е.К. Белоногов Автоэмиссионные особенности углеродных нанотрубок и SiC вискеров, синтезированных с применением частиц Ni, осажденных в ионных треках SiO2

Углеродные нанотрубки (УНТ) и SiC вискеры синтезированы в следствии пиролиза паров ацетонитрила на наночастицах никеля, осажденных в порах, взятых при протравливании треков ионов тяжелых металлов в диэлектрических слоях SiO2 на монокристаллических подложках кремния. Полученные структуры изучены способами растровой спектроскопии и электронной микроскопии комбинационного рассеяния света, измерены их автоэмиссионные характеристики. Найдено, что формирование УНТ либо SiC вискеров в следствии каталитического пиролиза углеводорода определяется степенью заполнения ионных треков кластерами никеля. Продемонстрировано, что порог появления электронной эмиссии образовывает 1 В/мкм для обоих типов образцов, различия в форме вольт-амперных черт разъясняются различиями в электронной структуре УНТ и SiC вискеров………………………………………………………………………………72

М.В. Харламова, М.М. Бржезинская, А.С. Виноградов, И.какое количество. Суздалев, Ю.В. Максимов, В.К. Имшенник, С.В. Новичихин, А.В.

Крестинин, Л.В. Яшина, А.В. Лукашин, Ю.Д. Третьяков, А.А. Елисеев свойства и Формирование одномерных нанокристаллов FeHal2 (Hal=Cl, Br, I) в каналах одностенных углеродных нанотрубок

Методом капиллярного заполнения каналов одностенных углеродных нанотрубок (ОСНТ) расплавами галогенидов железа были взяты нанокомпозиты FeCl2@ОСНТ, FeBr2@ОСНТ и FeI2@ОСНТ. Композиты изучены способами ПЭМ ВР, капиллярной конденсации азота при 77 К, спектроскопии комбинационного рассеяния (КР), спектроскопии оптического поглощения, рентгеновской поглощательной спектроскопии, РФЭС и Мессбауэровской спектроскопии.

Распознаны значительные различия в спектрах КР ОСНТ и нанокомпозитов в области радиальных мод и в области продольных и тангенциальных колебаний. Для нанокомпозитов установлено наличие электронного переноса между нанокристаллом и стенкой ОСНТ. Для нанокомпозита FeCl2@ОСНТ найдено два состояния Fe2+: для первого характерен электронный перенос c нанотрубки на нанокристалл, приводящий к трансформации электронной структуры ОСНТ FeCl2; второе отвечает напряженному интеркалированному состоянию в следствии механического действия ОСНТ малого диаметра на нанокристалл FeCl2……….77

Р.Ф. Минибаев, А.А. Багатурьянц, Д.И. Бажанов, А.А. Книжник, М.В. Алфимов Первопринципное изучение работы выхода электрона с поверхности (001) оксида индия (In2O3) и оксида индия, легированного оловом (ito), в зависимости от степени окисления поверхности

В рамках теории функционала плотности теоретически изучено свойства и строение поверхности (001) чистого оксида индия In2O3 и оксида индия, легированного оловом (indium tin oxide, ITO). В расчетах использован обменно-корреляционный функционал PBE и ультрамягкие псевдопотенциалы.

Результаты расчетов зонных структур кристаллических объемных In2O3 и ITO и их кристаллических пластин с поверхностью (001) при различных степенях окисления сопоставлены между собой, и распознаны особенности зонной структуры, которые связаны с поверхностными состояниями. Проанализирована зависимость вычисленной работы выхода электрона с поверхности (001) In2O3 и ITO от степени окисления поверхности. Установлено, что с повышением степени окисления поверхности работа выхода электрона возрастает………………………………………………88

П.М. Валецкий, М.Г. Сульман, Л.М. Бронштейн, Э.М. Сульман, А.И. Сидоров, В.Г. Матвеева Наноразмерные катализаторы в узком органическом синтезе – база для разработки инновационных разработок в фармацевтической отрасли

Изучение каталитических особенностей наноразмерных частиц драгоценных металлов, стабилизированных в наноструктурированной матрице сверхсшитого полистирола (СПС), продемонстрировало перспективность применения этих совокупностей в реакциях селективного окисления, гидрирования и энантиоселективного гидрирования, каковые обычно употребляются при синтезе витаминов и лекарственных средств. Применение наноразмерных катализаторов в промышленном масштабе разрешает сократить стадии производства, расширить выход продукта и повысить экологическую безопасность существующих производств.

В обзоре обсуждается синтез моно- (Pt, Ru, Pd), би- (Pt-Pd, Pt-Ru, Pd-Ru) и триметаллических (Pt-Pd-Ru) наночастиц в порах полимерной матрицы СПС, их каталитические свойства и структура. Физико-химические изучения продемонстрировали, что формирование металлосодержащих наночастиц зависит от особенностей наноструктурированной полимерной матрицы, природы исходного прекурсора металла и от условий синтеза. Продемонстрировано, что имеются все основания советовать применение наноразмерных катализаторов в ответственной области узкого органического синтеза ? получении субстанций для лекарственных средств, витаминов и пищевых добавок, т.е. в фармацевтической и пищевой индустрии…94

М.П. Цюрупа, З.К. Блинникова, Н.А. Проскурина, А.В. Пастухов, Л.А. Павлова, В.А. Даванков Сверхсшитый полистирол – первый нанопористый полимерный материал

В статье описываются правила синтеза, особенности структуры и отличительные особенности сверхсшитого полистирола. Его приобретают интенсивным сшиванием сольватированных полистирольных цепей твёрдыми мостиками-распорками. В следствии образуется однофазная ажурная упругая сетка, талантливая существенно деформироваться при набухании либо приложении внешней силы.

Громадный вольный количество в твёрдой сверхсшитой сетке, по существу являющийся пористостью нового типа, образован межцепными полостями нанометрового размера (1.5–3 нм). Полная доступность внутренней структуры сверхсшитого полистирола для низкомолекулярных веществ и большое нескомпенсированное силовое поле разъединенных распорками полимерных цепей предопределяют прекрасные адсорбционные особенности материала. В статье дано краткое описание нескольких процессов, каковые стали вероятными лишь благодаря применению нанопористого сверхсшитого полистирола как сорбционного хроматографического материала либо матрицы для получения нанокомпозитов…….109

М.А. Мазо, Л.И. Маневич, Н.К. Балабаев Молекулярно-динамическое моделирование термомеханического поведения и структуры кристаллов монтмориллонита

Глинистый слоистый минерал монтмориллонит, базу структуры которого составляют пластинчатые кристаллы (ламели) толщиной около 1 нм, завлекает особенное внимание, потому, что он употребляется в разных отраслях индустрии, таких как нефтяная, химическая, строительная, пищевая, косметическая, при захоронении отходов (в т.ч. радиоактивных) и др. Особенный интерес к этому минералу появился по окончании того, как было найдено, что довольно малые добавки наночастиц монтмориллонита в полимерную матрицу значительно улучшают механические и тепловые особенности композита, и уменьшают его влаго- и газопроницаемость.

Такие полимерные нанокомпозиты уже употребляются как защитные пленки при упаковке, в качестве противопожарных покрытий, в космической и автомобильной индустриях и очень перспективны для авиации, медицины и пр. Для вычисления механических особенностей композита требуется знание тепловых свойств и модулей упругости его компонент, в т.ч. и частиц глины.

Но монтмориллонит не есть идеальным кристаллом, исходя из этого экспериментальное изучение его механических особенностей воображает достаточно непростую проблему. В данной ситуации очень нужным делается компьютерное моделирование. В данном обзоре рассматриваются численные молекулярно-динамические опыты, каковые разрешают рассчитывать структурные, тепловые и механические характеристики как отдельных ламелей, так и кристаллов (тактоидов) монтмориллонита, каковые содержат ионы, молекулы воды либо олигомеры полиэтиленоксида…………………………………..118

Э.В. Штыкова, К.А. Дембо, В.В. Волков, Э.Е. Саид-Галиев, А.И. Стаханов, А.Р. Хохлов Формирование наночастиц серебра в матрице ПВП в среде сверхкритического СО2: малоугловое моделирование и рентгеновское рассеяние

Способом малоуглового рентгеновского рассеяния (МУР) изучен процесс образования в среде сверхкритического CO2 наночастиц серебра в матрице поливинилпирролидона (ПВП). Применение современных способов интерпретации данных МУР, в т.ч. процедуры ab initio моделирования строения частиц согласно данным рассеяния, разрешило в первый раз распознать структурную организацию как отдельных наночастиц металла, так и их кластеров, инкорпорированных в полимерную матрицу. Было продемонстрировано, что поры в ПВП пленках являются не просто вакуумами, а имеют сложную структуру, которая проявляется, в то время, когда эти полости контрастируются (заполняются) комплексонами металла и/либо восстановленными железными наночастицами. Как следствие, форма, распределение и размер по размерам взятых железных наночастиц и их кластеров определялись структурой формирующей среды, т.е. структурой ПВП пленки……..136

А.А. Балдин, Э.Г. Балдина оптимизация процесса и Динамический контроль облучения трековых мембран

Создан комплекс динамической диагностики процесса облучения пленок для производства трековых мембран. Комплекс включает программы для оптимизации и моделирования режимов облучения и совокупность динамической диагностики пучка ионов на базе прозрачных профилометров и двух вариантов измерительной совокупности. Созданная совокупность динамической диагностики разрешает измерять параметры облучения с временным разрешением 100 мкс. Изучены режимы работы ускорительного комплекса «Альфа» (ЗАО «Трекпор Технолоджи») и даны советы по использованию комплекса и оптимальным режимам облучения как части метрологического обеспечения разработки промышленного облучения пленок………………………………….144

Н.А. Глушков, Т.Т. Басиев, Ю.В. Орловский Кинетика статического тушения оптического возбуждения в кристаллических наночастицах

Приведен сравнительный анализ кинетических кривых (взятых методом моделирования способом Монте-Карло для случая возбуждения доноров маленьким (tимпульс ?D) импульсом) статического донор-акцепторного тушения в примере, складывающемся из сферических наночастиц одного диаметра, и в массивном кристалле. Аналитически изучено влияние конечного размера наночастиц на процесс статического донор-акцепторного тушения электронных возбуждений в наночастицах с кристаллической структурой. Найдено, что в объемных сферических наночастицах скорости тушения WАупор и WВ упор на упорядоченном участке кинетики и параметры тушения ?FA и ?F В на неупорядоченном участке кинетики для доноров, заселивших узлы в центре (А) и поверхностном слое (В) наночастиц, отличаются в 2 раза в пользу доноров, заселивших центральные узлы (А). Предложено аналитическое выражение для описания неупорядоченного участка кинетики статического тушения Nd3+OH-в примере, складывающемся из сферических наночастиц одного диаметра со структу- рой Y2O3 (Ia3, Th73) с применением лишь двух параметров переноса ?FA и ?FВ………………………………………………………………………………………152

В.Ф. Зарытова, В.В. Зиновьев, З.Р. Исмагилов, А.С. Левина, М.Н. Репкова, Н.В. Шикина, А.А. Евдокимов, Е.Ф. Беланов, С.М.

Балахнин, О.А. Серова, С.И. Байбородин, Э.Г. Малыгин, С.Н. Загребельный Изучение проникновения наночастиц диоксида титана и их коньюгатов с олигонуклеотидами в эукариотические клетки

В настоящей работе изучена возможность введения TiO2-наночастиц и наноконъюгатов в клетки без особых действий, в отличие от данных прошлых изучений, в которых клетки подвергали электропорации. Для создания конъюгатов с их производными и олигонуклеотидами были использованы наночастицы TiO2, полученные гидролизом TiCl4, в виде коллоидных растворов с концентрацией 0.3 М по TiO2. Электронно-микроскопическое изучение культур клеток КСТ, VERO и MDCK, обработанных растворами наночастиц с концентрацией 20 мкг/мкл продемонстрировало, что наночастицы попадают в цитоплазму клеток и накапливаются в вакуолях и фагосомах, и образуют маленькие скопления в цитоплазме клеток. Так, в настоящей работе показано проникновение наночастиц TiO2 и их конъюгатов с олигонуклеотидами в клетки перевиваемых культур без каких-либо запасных процедур…………………………………………………………………………..160

Е.С. Трофимчук, Н.И. Никонорова, Е.А. Нестерова, А.М. Музафаров, И.Б. Мешков, А.Л. Волынский, Н.Ф. Бакеев Получение пленочных композитов на базе крейзованных полимеров и наночастиц силиказоля

Применяя процесс крейзинга изотактического полиэтилена и полипропилена высокой плотности в растворе молекулярного силиказоля в тетрагидрофуране, взяли пленочные полимер/кремнеземные нанокомпозиты. Созданный способ разрешает однородно диспергировать частицы SiO2 диаметром 5–15 нм в количестве полимерной матрицы. Распознаны условия формирования на поверхности полимеров фрагментированного рифленого покрытия из кремнезема……………………164

«Издание «Российские нанотехнологии», 9–10 номер 2009 год» Для ознакомления высылаем один номер безвозмездно – обращайтесь в редакцию. Телефон/ факс: +7 (495) 930–88–06, podpiska@nanorf.ru, сайт издания – www.nanoru.ru

Размещено в NanoWeek,

  • Прошлая статья: В наукограде Кольцово Роснано окажет помощь создать центр разработки
  • Следующая статья: Конкурс: «Не верь глазам своим…»

Нанотехнологии РЖД Круче только космос


Интересные записи на сайте:

Подобранные по важим запросам, статьи по теме: