Всероссийский конкурс научно-исследовательских работ студентов и аспирантов в области химических наук и наук о материалах. Часть 1 - Коллектив авторов

Методы исследований, использованные в работе: лазерная интерферометрия, регрессионный анализ.

Основные результаты научного исследования:

Усовершенствована уникальная методика многочастотной лазерной интерферометрии, основанная на линейности и аддитивности смещения интерференционной полосы как функции концентрации и температуры, которая была апробирована для in situ измерений концентрационных профилей при нестационарных процессах электродиализа в многокомпонентных растворах. Особенностью предложенной схемы интерферометрической установки было использование вместо обычно применяемых нескольких лазеров с различными длинами волн одного лазера, дающего одновременное излучение трех длин волн, что позволяет получить выигрыш в чувствительности и селективности, минимизировать измерительные погрешности интерферометрических методов анализа. В систему регистрации интерферограмм внесены изменения, дающие возможность формировать пространственно разнесенные разночастотные интерференционные картины и позволяющие проводить динамический многокомпонентный анализ прозрачных сред. Линейная и поверхностная разрешающая способности метода составляют (1-5)·10-6м и 104-105 соответственно, временная разрешающая способность – 15 измерений в секунду. Обоснован выбор аналитических систем при интерферометрическом анализе многокомпонентных растворов. Оценка чувствительности анализа двухкомпонентных смесей позволила выявить ее зависимость от дисперсий показателя преломления компонентов; от спектрального интервала, на который отстоят друг от друга длины волн используемых источников света.

Оценены величины измерительных погрешностей, выявлены пути взаимосогласования параметров проведения эксперимента для минимизации и устранения их причин.

ИЗУЧЕНИЕ РЕАКЦИЙ ПРИСОЕДИНЕНИЯ ТИОЛОВ К (+) -КАМФЕНУ

Бодров Андрей ВениаминовичКазанский государственный медицинский университетE-mail: [email protected]

Целью работы являлся синтез новых потенциально биологически активных соединений на основе бициклического монотерпена – (+) -камфена, изучение особенностей протекания реакций электрофильного присоединения тиолов в зависимости от их природы.

Новые соединения синтезированы методами классической органической химии. Выделение полученных соединений производилось с использованием колоночной хроматографии на силикагеле. Структура соединений была доказана с использованием следующих методов: 1D и 2D ЯМР-спектроскопии, хроматомасс-спектрометрии и рентгеноструктурног оанализа.

В ходе работы нами получена серия новых тиотерпеноидов камфенового и борнанового ряда. Показано, что направление реакции в значительной степени зависит от природы используемого тиола.

Предварительные исследования свидетельствуют, что полученные терпенсульфиды относятся к малотоксичным соединениям с потенциальной биологической активностью, что открывает перспективы для их дальнейшего изучения и модифицирования.

СОЗДАНИЕ ПОЛИЭЛЕКТРОЛИТНЫХ НАНОКАПСУЛ МЕТОДОМ ПОСЛОЙНОЙ АДСОРБЦИИ ПРОТИВОПОЛОЖНО ЗАРЯЖЕННЫХ ПОЛИЭЛЕКТРОЛИТОВ

Васильева Эльмира АльбертовнаКазанский национальный исследовательский технологический университетE-mail: [email protected]

Цель научной работы: разработка и синтез наноразмерных капсул содержащих низкомолекулярные незаряженные органические соединения с помощью технологии послойного нанесения на субстрат противоположно заряженных полиэлектролитов.

Методы исследований использованные в работе: динамическое и электрофоретическое рассеяние света, атомно – силовая микроскопия, спектрофотометрия, рН- метрия.

Основные результаты научного исследования:

Синтезированы полиэлектролитные нанокапсулы, содержащие низкомолекулярные незаряженные органические соединения, методом поочередного наслаивания противоположно заряженных полиэлектролитов (ПАК и ПЭИ). Установлено, что скорость разложения инкапсулированных субстратов контролируется проницаемостью оболочки микрокапсулы и может регулироваться путем варьирования следующих факторов: рН раствора, количества нанесенных слоев, ультразвуковой обработки.

Таким образом, в зависимости от поставленной цели: хранение, адресная доставка или пролонгированное действие, можно направлено регулировать процесс высвобождения субстратов путем варьирования вышеуказанных факторов в широком временном диапазоне. С точки зрения биотехнологий особенно актуально, что были синтезированы капсулы нанометрового диапазона.

МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ПЛЕНКИ НА ОСНОВЕ ФАЗ SI-C-N, ПОЛУЧЕННЫЕ ИЗ БИС(ТРИМЕТИЛСИЛИЛ)ЭТИЛАМИНА

Ермакова Евгения НиколаевнаИнститут неорганической химии СО РАНE-mail: [email protected]

Цель научной работы: разработка плазмохимического синтеза и исследование состава, химической структуры и функциональных свойств пленок карбонитрида кремния.

Методы исследований, использованные в работе:

➢ плазмостимулированное химическое осаждение пленок из газовой фазы PE CVD;

➢ эллипсометрия;

➢ ИК-спектроскопия;

➢ КР-спектроскопия;

➢ энергодисперсионная спектроскопия (ЭДС);

➢ спектрофотометрия;

➢ наноиндентирование.

Основные результаты научного исследования:

➢ Разработан метод синтеза пленок состава SiCxNy:H и SiCxNy c использованием бис(триметилсилил)этиламина.

➢ Методами ИК-, КР – спектроскопии и ЭДС изучены химическая структура и элементный состав полученных пленок. Установлены следующие закономерности. При увеличении температуры синтеза уменьшается содержание водородных связей: при низких температурах осаждения проявляется связывание Si-C, Si-N, Si-O, N-H, C-H, Si-CH3, в то время как в высокотемпературных пленках преобладают связи Si-C. В зависимости от состава газовой смеси меняется содержание азота в составе пленок: введение аммиака приводит к увеличению содержания азота. Обнаружено наличие зерен графита в высокотемпературных пленках.

➢ Показано, что оптическая прозрачность, оптическая ширина запрещенной зоны и микротвердость материала чувствительны к наличию графита: происходит уменьшение этих параметров для пленок, в которых содержится дополнительная фаза углерода.

➢ Получены пленки состава SiCxNy:H с оптической прозрачностью до 95 % и пленки состава SiCxNy с микротвердостью до 21,5 ГПа.

ОСАЖДЕНИЕ ПОКРЫТИЙ КАРБИДОВ ТУГОПЛАВКИХ МЕТАЛЛОВ НА МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ И НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ПОДЛОЖКИ ИЗ ИОННЫХ РАСПЛАВОВ

Кучмезова Фатимат ЮсуповнаКабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. БербековаE-mail: [email protected]

Цель научной работы: Электрохимическое получение покрытий карбидов тугоплавких металлов на металлические и неметаллические подложки из ионных расплавов.

Методы исследований, использованные в работе: вольтамперометрия, при различных скоростях поляризации (стационарный и нестационарный режим), потенциостатический и гальваностатически йэлектролиз, рентгенофазовый метод изучения фазового состава продуктов, рентгенофлуоресцентный элементный анализ, морфологический анализ с использованием микроскопа МЕТАМ РВ-21.

Основные результаты научного исследования:

1. Проведено электрохимическое получение покрытий карбидов тугоплавких металлов на никелевые и алмазные подложки из оксидновольфраматных расплавов.

2. Установлено влияние температуры и состава электролита на получаемые покрытия из карбидов вольфрама и молибдена.

ИССЛЕДОВАНИЕ ОБЪЕМНЫХ И ПОВЕРХНОСТНЫХ СВОЙСТВ РАСПЛАВОВ НА ОСНОВЕ ОКСИДА ВИСМУТА

Кучумова Оксана ВалерьевнаСибирский федеральный университетE-mail: [email protected]

Цель научной работы: исследование объемных и поверхностных свойств расплавов Bi2O3 – TiO2 и Bi2O3 – B2O3.

Методы исследований, использованные в работе: метод лежащей капли, низкочастотная вибрационная вискозиметрия, метод моста переменного тока.

Основные результаты научного исследования:

– измерена вязкость и электропроводность расплавов Bi2O3 – TiO2 и Bi2O3 – B2O3 и найдена их зависимость от состава;

– изучено межфазное взаимодействие жидких Bi2O3 – TiO2 и Bi2O3 – B2O3 с серебром, платиной и золотом. Показано, что при взаимодействии системы Bi2O3 – TiO2 с Ag и Pt наблюдается полное смачивание твердых металлов расплавами. Жидкие образцы, содержащие 43,5; 50; 62,5 и 75 мол.% B2O3 полностью смачивают серебро, платину и золото. Рост содержания оксида бора в расплавах приводит к увеличению времени растекания. При контактном взаимодействии в системе (Bi2O3 – TiO2)ж – Auтв отмечено формирование квазиравновесных краевых углов. Найдено, что повышение температуры приводит к растеканию жидких оксидов по твердым металлам.