Физика и химия стекла

С помощью компьютерных методов (пакет программ ToposPro) осуществлен комбинаторно-топологический анализ и моделирование самосборки кристаллических структур Ba₁₁Cd₆Sb₁₂-mS58 (a = 34.082 Å, b = 4.891 Å, c = 13.172 Å, β = 109.63°, V = 2068.20 ų, C1 2/m 1) и Ba₁₁Cd₈Bi₁₄-mS66 (a = 28.193 Å, b = 4.893 Å, c = 16.823 Å, β = 90.84°, V = 2320.55 ų. C1 2/m 1). Для Ba₁₁Cd₈Bi₁₄-mS66 установлены 116 вариантов выделения кластерных структур с числом кластеров N = 3 (2 варианта), 4 (36 вариантов), 5 (78 вариантов). Рассмотрен вариант самосборки кристаллической структуры с участием кластеров K3(8j) = 0@3 (BaCdBi) в виде кольца из 3 атомов, кластеров K5(2a) = 0@5(BaCd₂Bi₂) в виде двух колец из 3 атомов с общим атомом Ba, кластеров K6(2c, 2/m) = 0@6(Ba₄Bi₂) в виде сдвоенных тетраэдров, кластеров K6(2c, 2/m) = 0@6(Ba₂Cd₂Bi₂) в виде сдвоенных тетраэдров, атомов Bi, образующих цепь и атомы-спейсеры Bi. Для Ba₁₁Cd₆Sb₁₂-mS58 установлены 107 вариантов выделения кластерных структур с числом кластеров N = 3 (13 вариантов), 4 (39 вариантов), 5 (39 вариантов), 6 (16 вариантов). Рассмотрен вариант самосборки кристаллической структуры с участием кластеров K5(2a, 2/m) = 0@5(BaCd₂Sb₂) в виде двух колец из трех атомов с общим атомом Ba, кластеров K6(4e, –1) = 0@(Ba₄Sb₂) в виде сдвоенных тетраэдров, кластеров K6(4f, –1) = 0@(Ba₂Cd₂Sb₂) в виде сдвоенных тетраэдров, 6 атомных кластеров K6(2c, 2/m) = 0@4(Ba₄Sb₂) в виде сдвоенных тетраэдров, атомов Cd и Sb, образующих цепь, и атомы-спейсеры Sb(4). Реконструирован симметрийный и топологический код процессов самосборки 3D-структур из кластеров-прекурсоров в виде: первичная цепь → слой → каркас.

Методами дифференциальной сканирующей калориметрии и рентгенофазового анализа исследованы процессы фазовых превращений и кристаллические фазы, выделяющиеся в порошках закаленных стекол, близких к составу к Li-эгирину (LiFeSi₂O₆), прошедших термообработку в интервале температур 600–1000 °C. Впервые установлено образование низкотемпературной метастабильной гексагональной литиево-железосиликатной кристаллической фазы со структурой β-кварца. Обсуждаются условия получения и параметры этой фазы, а также электрохимические свойства полученного материала. На первом цикле заряда-разряда ячейка, содержащая в качестве анода кристаллическую фазу со структурой β-кварца, имеет значение удельной емкости ~400 мAч/г, что более чем в 1.5 раза превышает это значение для моноклинной модификации Li-эгирина.

Исследованы закономерности формирования геополимерных материалов на основе алюмосиликатов подгруппы каолинита (Al₂Si₂O₅(OH)₄ · nH₂O) с различной морфологией частиц на примере природного пластинчатого каолинита и нанотрубчатого галлуазита в условиях их щелочной активации. Установлено, что прочность на сжатие образцов на основе галлуазита может в 1.4 раза превышать прочность образцов на основе каолинита и достигать 85 МПа. Исследования методом рентгеновской дифракции и электронной микроскопии показали различия в фазовом составе и морфологии получаемых образцов в зависимости от природы исходного прекурсора. Образцы на основе нанотрубчатого галлуазита геополимеризуются в широком диапазоне отношений SiO₂/Al₂O₃, что приводит к высоким значениям механической прочности. Пластинчатый каолинит может перекристаллизовываться в условиях щелочной активации в цеолиты со структурами А и Y, что, соответственно, снижает механическую прочность образцов.

Описано формирование на поверхности древесины биостойкого защитного покрытия на основе ацетатных комплексов Mn(II) с 1,10-фенантролином. Описан синтез ацетатных моно-, бис- и трис-хелатных комплексов Mn(II) с 1,10-фенантролином и проведено их исследование методами ИК-спектроскопии и термогравиметрии. Для ацетатных комплексов Mn(II) с 1,10-фенантролином осуществлено изучение их фунгистатической активности по отношению к грибам Ulocladium sp. Исследованы физико-механические свойства новых прозрачных защитных покрытий на древесине, в состав которых в качестве активных биоцидных компонентов входят данные соединения. Прозрачные защитные покрытия представляют собой двухслойные системы с предварительно нанесенным на поверхность древесины первичным пропиточным слоем активного биоцидного компонента – ацетатных 1,10-фенантролиновых комплексов Mn(II) и вторым защитным слоем кремнийорганического лака КО-921 на основе полиметилфенилсилоксановой смолы. Представлены результаты атмосферных погодных испытаний образцов древесины (заболонь сосны) с нанесенными прозрачными защитными покрытиями в плане их способности предотвращать биоразрушение древесины в условиях тропического саванного климата Совместного Российско-Вьетнамского Тропического научно-исследовательского и технологического центра (далее – Российско-Вьетнамского Тропического центра).

Исследованы диэлектрические свойства нанокомпозиционных материалов, полученных диспергированием сегнетовой соли в пористых диэлектрических матрицах цеолитов, асбестов и опалов. Установлена немонотонная зависимость температуры Кюри от размера наночастиц сегнетоэлектрика.