ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
Перспективным направлением применения микро- и наноразмерных магнитных частиц является создание магнитореологических материалов, в которых такие частицы являются компонентом комплексной дисперсной фазы. Наибольшую роль играет высокое значение напряжения сдвига в суспензиях на основе магнитных частиц при приложении магнитного поля, а также низкое значение коэрцитивной силы. Целью работы являлось изучение структуры, морфологии, магнитных свойств алюмоферрита бария и оценка его эффективности в магнитном поле (по реологическим свойствам магнитореологической жидкости, изготовленной с его использованием). Цитратным золь-гель методом синтезирован алюмоферрит бария BaAl2Fe10O19 гексагональной структуры. С использованием методов рентгенофазового анализа, сканирующей электронной микроскопии, ИК-спектроскопии, магнетометрии исследованы его структурные и микроструктурные особенности, магнитные свойства. Порошок обладал максимальной удельной намагниченностью M = 20,4 А × м2/кг и коэрцитивной силой Hc = 4,8 kOe (при 300 К). Высокое значение напряжения сдвига суспензии (3,5 кПа) при сравнительно невысокой индукции магнитного поля (625мТл) позволяют считать полученный материал перспективным для использования в качестве дополнительного функционального наполнителя для магнитореологических жидкостей.
Методом керамической технологии с твердофазным взаимодействием оксидов Gd2O3 и TeO2 с карбонатами MgCO3, CaCO3 синтезированы оксотеллуриты гадолиния GdMeTeO4,5 (Me–Mg, Сa). Рентгенографические характеристики получены при помощи порошкового дифрактометра Empyrean и специализированных программ Data Collector версии 7.7h и X'Pert HighScore Plus с использованием баз данных Crystallography Open Database и PDF-2. На основании рентгенографических исследований установлено, что синтезированные теллуриты кристаллизуются в тетрагональной сингонии. Достоверность и корректность результатов индицирования подтверждают удовлетворительное совпадение величин экспериментальных и расчетных параметров кристаллической решетки, объемов элементарных ячеек, рентгеновской и пикнометрической плотностей. Исследованием температурной зависимости электросопротивления теллурита гадолиния – магния установлено, что соединение может обладать полупроводниковыми свойствами с шириной запрещенной зоны ∆Е = 2,64 ± 0,13 ∙ 10–2 эВ. Результаты могут быть использованы для синтеза и изучения новых производных теллура и редкоземельных элементов и представляют интерес для электронной технологии. Рентгенографические характеристики новых теллуритов s-, f-элементов являются исходными материалами для включения в фундаментальные банки данных и справочники.
Практика электрохимических исследований неизбежно связана с необходимостью изучения кинетических особенностей процесса электрокристаллизации металла на чужеродной или собственной поверхности. Изучался процесс электролитического осаждения меди на стальной подложке (Ст 3) из цитратно-аммиакатного электролита меднения, который включает в себя (г/л): CuSOO – 100; (NH4)2SO4 – 120; лимонную кислоту (C6H8O7) – 53, NaOH – до рН = 8,0. Уникальность приведенного выше электролита заключается в том, что электролитическое меднение стали можно проводить без нанесения предварительного подслоя (например, никелевый, 3 мкм), так как данный состав исключает контактное осаждение меди на поверхности стали. Исследования электрохимических характеристик цитратно-аммиакатного электролита меднения проводились с помощью потенциостата-гальваностата Autolab PGSTAT 302N. По уравнению Аррениуса рассчитана эффективная энергия активации осаждения меди в зависимости от перенапряжения электрода. Фотоколориметрический анализ цитратно-аммиакатного электролита меднения осуществлялся при длинах волн 422 и 482 нм, так как такие условия соответствуют максимальному светопоглощению цитратным и аммиакатным комплексами. Установлено, что концентрация цитратных комплексных ионов меди (II) в цитратно-аммиакатном электролите меднения составляет 0,276 моль/л, а аммиакатных – 0,124 моль/л. Коэффициенты уравнения Тафеля показали, что до потенциала катода –150 мВ перемешивание способствовало интенсификации процесса электроосаждения меди. При потенциалах катода –150 мВ скорость электрохимического процесса увеличивалась с повышением скорости перемешивания до 1 500 об/мин. Максимальное значение энергии активации осаждения для цитратно-аммиакатного электролита меднения составило 37,4 кДж/моль.
КОЛЛОИДНАЯ ХИМИЯ
Наночастицы проламинового белка кукурузы зеина (NPQ), содержащие 0,005–0,26 г/г кверцетина (Q), получены десольватацией 25–30 мг/мл растворов белка в этаноле, содержащих капсулируемое соединение, водным раствором полистиролсульфоната. Размеры наночастиц зеина и их агрегатов охарактеризованы методами динамического светорассеяния и атомно-силовой микроскопии, содержание кверцетина – методом Фолина–Чокальтеу. При отношении кверцетин/зеин в растворе менее 0,08 г/г полифенол количественно включается в наночастицы, а их гидродинамический диаметр равен 60–75 нм. С увеличением отношения кверцетин/зеин до 0,20 г/г средний диаметр частиц возрастает до 150 нм. В концентрированных дисперсиях образуются агрегаты диаметром порядка 500–600 нм. Изучена кинетика высвобождения кверцетина из NPQ с различной массовой долей Q в дистиллированной воде и растворах, имитирующих среду желудка и кишечника, при 37 °С. Наночастицы зеина проявляют слабую активность в реакции с катион-радикалами АБТС. Инкапсулированный в матрицу зеина Q в целом сохраняет антирадикальную активность, характерную для свободного флавоноида, однако скорость обесцвечивания катион- радикалов АБТС замедляется из-за пролонгированного высвобождения кверцетина из NPQ. Цитопротекторные свойства кверцетина в наночастицах зеина существенно снижаются и проявляются в частичном сохранении целостности клеточных мембран и уменьшении выхода лактатдегидрогеназы из УФ-С-облученных клеток НаСаТ. В отличие от свободного кверцетина введение Q в наночастицах зеина или их субмикронных агрегатов увеличивает количество метаболически мертвых УФ-С-облученных клеток НаСаТ, усиливая цитотоксическое действие УФ-излучения. Аналогичным эффектом обладают пустые зеиновые агрегаты субмикронных размеров.
БИООРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
Разработаны и исследованы четыре модельные биоаналитические системы, специфичные к бактериям Salmonella enterica, в которых в результате полимеразной цепной реакции (ПЦР) продуцировался содержащий остатки биотина и флуоресцеина ампликон ДНК. Это позволило иммобилизовать ампликон в функционализиро- ванной твердой фазе и биоспецифически пометить хелатом европия в микропланшетах или золотыми наночастицами на хроматографической мембране. Количественная детекция модифицированной ДНК осуществлялась в системах иммуноанализа с времяразрешенной флуоресценцией Eu3+ (лантанидный иммунофлуоресцентный анализ, ЛИФМА, DELFIA) или с фотометрией окрашенной зоны на хроматографической полоске (ИХА). Разработаны и исследованы три пары праймеров для получения выбранных фрагментов гена invA, присутствующего в геномах всех патогенных сальмонелл. Установлена их пригодность для тест-систем. В микропланшетной системе ЛИФМА диапазон определяемых концентраций полученного ампликона ДНК составил 0,01–10,0 нМ, а предел обнаружения оказался равным 2 пМ. Предел визуальной детекции ампликонов ДНК в ИХА составил 0,05 нМ. Показана возможность проведения тестирования ампликонов без дополнительного выделения ДНК в чистом виде из реакционной смеси. Установлена высокая специфичность разработанных биоаналитических систем для детекции Salmonella enterica различных серотипов.
ТЕХНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ
Статья посвящена изучению особенностей коагуляции модифицированной полиамидной смолы для бумаги и картона в присутствии полиоксихлорида алюминия. Установлено, что исследуемая смола, компонентный состав которой представлен модифицированными полиаминоамидами, свободными смоляными кислотами, резинатами натрия и малеопимаратом натрия, обладает устойчивостью к солям жесткости воды, однако присутствующие в ее составе резинаты натрия подвержены гидролизу. Процесс коагуляции модифицированной полиамидной смолы под действием полиоксихлорида алюминия является многостадийным и завершается полным осаждением клеевых частиц при рН системы, равном 7,05, что соответствует расходу электролита 0,051 г Al2O3/г смолы. Состав клеевого осадка, образующегося в таких условиях, следующий: алюмосмоляные комплексы (резинаты алюминия и продукты взаимодействия ионов алюминия с модифицированными полиаминоамидами) – 88,50 мас.%; свободные смоляные кислоты – 11,47 мас.%. Дальнейшее введение электролита в дисперсную систему приводит к протонированию аминогрупп модифицированных полиаминоамидов и алюмосмоляных комплексов, что обеспечивает клеевым частицам положительный заряд. Благодаря своему составу и вследствие протекающих процессов коагуляции модифицированная полиамидная смола оказывает гидрофобизирующее и упрочняющее действие на бумажные массы в широком интервале рН (5,8–7,5). Последовательное введение в макулатурные суспензии смолы в количестве 0,25 % от абсолютно сухого волокна и полиоксихлорида алюминия до достижения указанных значений рН бумажных масс позволяет улучшить гидрофобные и физико-механические свойства бумаги на 70,2–87,2 и 19,5–23,2 % соответственно.
Предложен метод корректного определения количественного содержания летучих компонентов, включая этиловый спирт, в спиртосодержащей продукции. Метод основан на использовании данных измерения плотности образца и хроматографических данных определения количественного содержания летучих компонентов. Показано, что в ряде случаев различие между величинами объемного содержания этилового спирта в алкогольной продукции, рассчитанными по межгосударственному стандарту ГОСТ 3639 и по предложенному методу, превышает более чем в 7 раз заявленный предел погрешности измерения в 0,1 % объемных. Полученные результаты могут быть использованы при актуализации государственных, межгосударственных и международных стандартов по контролю качества и безопасности алкогольной и спиртосодержащей продукции.
НАУКИ О ЗЕМЛЕ
Рассмотрены особенности проявления современной сейсмотектонической активности на территории Солигорского горнопромышленного региона, построена карта проявления сейсмотектонических процессов за период 1983–2021 гг. Для характеристики проявления современной сейсмогеодинамической активности в регионе применялась комплексная методика, базирующаяся на многолетнем мониторинге сейсмических событий. Установлено, что распределение землетрясений вдоль разломов происходило неоднородно в пространстве и во времени. На основе выполненных исследований был определен сейсмотектонический потенциал сейсмоактивных зон разломов Солигорского горнопромышленного региона.
ISSN 2524-2342 (Online)