Особенности структуры опаловых фотонных кристаллов Абрамова В. В



страница16/34
Дата15.04.2013
Размер3.51 Mb.
ТипДокументы
1   ...   12   13   14   15   16   17   18   19   ...   34

Синтез нитевидных наноструктур кобальта на основе пористого оксида алюминия

Кузнецов И.И.

Студент

Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова,

факультет наук о материалах, Москва, Россия

E–mail: kuznec505@gmail.com

В настоящее время одномерные наноструктуры, такие как нанотрубки, нанонити, а также ансамбли из наночастиц привлекают внимание исследователей как с фундаментальной, так и с практической точек зрения. Это объясняется уникальными физико-химическими свойствами нитевидных наноструктур, которые могут быть применены в различных областях науки и техники, в частности, в магнитных устройствах хранения информации со сверхвысокой плотностью записи.

С химической точки зрения перспективным методом получения наноструктур с требуемыми характеристиками является темплатный метод синтеза (от англ. template — шаблон), основанный на использовании пористых матриц. Сущность данного метода заключается в том, что, ограничивая рост новой фазы в определенных направлениях, матрицы влияют на форму и взаимное расположение наночастиц.

Целью настоящей работы является получение бездефектных одномерных металлических (магнитных) наноструктур на основе самоорганизующихся пористых пленок анодного оксида алюминия.

Использование в данной работе в качестве темплатов пористых пленок анодного оксида алюминия обусловлено их упорядоченной плотнейшей гексагональной упаковкой цилиндрических пор, расположенных перпендикулярно поверхности мембраны, а также химической инертностью и механической прочностью. В первой части работы плёнки оксида алюминия были получены методом двухстадийного анодирования в щавелевой кислоте при постоянном напряжении в 40 В. В результате чего образовывался упорядоченный массив пор, основные характеристики которого: расстояние между порами 105 нм, диаметр пор 85 нм, высота пор 96 мкм, пористость 10%

Во второй части работы на основе пористых пленок оксида алюминия методом электроосаждения были получены анизотропные магнитные наноструктуры кобальта. Данный синтез проводили в трехэлектродной химической ячейке в потенциостатическом режиме, используя в качестве электролита раствор состава 0,3М CоSO4 + 0,2M H3BO3. Измерение потенциала осаждения производили относительно насыщенного хлорсеребряного электрода сравнения. В результате работы были получены нанонити, повторяющие структуру пор матрицы. Фронт роста наночастиц кобальта, исходя из данных растровой электронной микроскопии, был однородным.

В процессе исследования роста нанонитей кобальта были сделаны две серии образцов при варьировании потенциала осаждения: одна на поверхности золота, другая в порах матрицы. Было установлено, что при использовании золота наблюдается практически прямо пропорциональная зависимость плотности тока от потенциала осаждения.
В случае осаждения в порах матрицы имеется локальный максимум при напряжении -1 В. Наличие локального максимума является следствием того, что при высоких потенциалах осаждения помимо роста нанонитей металла происходит конкурирующая реакция − выделение водорода. Образуемый в ходе реакции газ частично блокирует поры и тем самым снижает площадь поверхности электрического контакта. Также с полученными образцами был проведен масс-спектральный анализ, в результате которого было выявлено, что наибольшее значение выхода металла по току при заполнении пор матрицы достигается при напряжении -1 В и составляет 83%, а наименьшее при -3 В и составляет 28%, что также хорошо согласуется с конкурирующим процессом выделения водорода.

Разработка материалов для костных имплантатов на основе гидроксиапатита кальция, пирофосфата кальция и стекол в системе CaO-P2O5

Кузнецов А.В.1, Сафронова Т.В.2, Путляев В.И.3, Шехирев М.А.2

Cтудент

1Московская медицинская академия имени И.М. Сеченова, Москва, Россия

2Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова,

факультет наук о материалах, Москва, Россия

3Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова,

химический факультет, Москва, Россия

E–mail: ant2121kuz@rambler.ru

Для исправления и лечения костных травм и дефектов в последнее время разрабатываются материалы на основе минерала костной ткани гидроксиапатита (ГАП, Ca10(PO4)6(OH)2) и других фосфатов кальция. Их преимущества основаны на химической схожести с неорганической составляющей кости и заключаются в нетоксичности, биосовместимости и биоактивности.

Kостные имплантаты в зависимости от методики лечения должны обладать биорезистивностью (сопротивляемостью к растворению в среде организма) или биорезорбируемостью (постепенным или полным растворением в организме по мере нарастания новой кости), что определяется фазовым составом материала. Наибольшей резистивностью обладает ГАП.

Целью работы было исследование взаимодействия ГАП и пирофосфата кальция (ПФК, Ca2P2O7) с фосфатными стеклами при получении резорбируемого керамического материала. Взаимодействие ГАП и ПФК со стеклами в системе CaO-P2O5 может благоприятно влиять на снижение температуры спекания, уплотнение и повышение прочности материала, содержащего только ГАП или ПФК. Для ГАП взаимодействие с фосфатными стеклами приведет также к повышению резорбируемости конечного материала. Отдельно фосфатные стекла обладают быстрой скоростью резорбции и невысокой прочностью, что препятствует их использованию в качестве материала для костного имплантата.

Были сварены 2 состава стекол в системе CaO-P2O5, соответствующие 2-м легкоплавким эвтектикам, с содержанием CaO, равным 18,9 (1-ый состав) и 30,3 (2-ой состав) масс. %. Рассмотрены составы ГАП с добавлением 5, 10, 15, 20 масс. % каждого стекла. Аналогичные составы рассмотрены для ПФК. Прессовки смеси ГАП и стекла 1-ого состава обжигались при 900 и 1000 0С; прессовки ГАП со стеклом 2-ого состава – при 1000, 1100 0С с выдержкой в течение 6 часов в каждом случае. Данные образцы материалов и исходные порошки стекла исследовали с помощью РФА, SEM-микроскопии, элементного анализа; оценены линейные усадки и относительные плотности образцов. Аналогичная работа проведена для составов, содержавших ПФК. Установлены условия варки стекол.

Для образцов, содержавших изначально ГАП, получены следующие данные. По результатам РФА полученные образцы содержали фазы ГАП и трикальций фосфата (ТКФ, Ca3(PO4)2) в качестве основных после обжига. Изученные фосфатные стекла незначительно влияли на уплотнение и линейную усадку полученных композитов.

Для образцов, содержавших изначально ПФК, показано следующее. По данным РФА полученные образцы содержали фазы ПФК, а также фазу CaP2O6 в качестве основных после обжига в зависимости от исходного состава. Данные составы стекол благоприятно влияли на уплотнение и линейную усадку полученных композитов. Полученные керамические образцы могут рассматриваться в дальнейшем как биосовместимые резорбируемые материалы для костных имплантатов.
Новые возможности управления свойствами наночастиц, получаемых методом лазерной абляции твердых тел в жидкости

Кузьмин П.Г.

Студент

Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова,

физический факультет, Москва, Россия

E–mail.: qzzzma@gmail.com

Лазерная абляция в жидкостях - хорошо известный метод для получения коллоидных растворов наночастиц. Наряду с лазерной абляцией существуют химические способы получения коллоидов. Но в отличие от абляции, у химических способов получения имеются недостатки. Например, в результате химических реакций, в коллоидном растворе остаются продукты реакций, которые тяжело либо невозможно удалить из раствора. Лазерная абляция лишена таких недостатков.

В последнее десятилетие множество работ было посвящено изучению свойств наночастиц, полученных при лазерной абляции твердых тел в жидкости. Актуальностью этой работы является то, что авторы связали характеристики поперечного сечения лазерного пучка, использованного для получение наночастиц с их свойствами. В ходе работе было показано, что в зависимости от картины интенсивностей, проецируемой при помощи маски на поверхность мишени, меняются такие свойства наночастиц, как размер и спектр люминесценции.





Рисунок 1. Спектр люминесценции ZnSe квантовых точек, полученных при абляции кристалла ZnSe в 95% этаноле излучением лазера на парах меди. Люминесценция возбуждалась излучением азотного лазера с длиной волны 337 нм. 1 - с использованием маски. 2- без маски.

Рисунок 2. Распределение по размерам наночастиц Si, полученных при абляции 200 фс титан-сапфировым лазером в 95% этаноле. Черные столбцы - с маской, серые - без маски

Таким образом, модулирование профиля интенсивности лазерного пучка на мишени позволяет целенаправленным образом влиять на свойства наночастиц при лазерной абляции твердых мишеней в жидкостях, в частности, на их функцию распределения по размерам и люминесцентные свойства. Такая возможность является актуальной для практических применений наночастиц в медицине и биологии.

Литература:

  1. G.A. Shafeev, Formation of nanoparticles under laser ablation of solids in liquids, in: Nanoparticles: New Research, editor Simone Luca Lombardi, pp. 1 -37, ISBN: 978-1-60456 – 704 – 5, 2008, Nova Science Publishers, Inc.

  2. Kuzmin, P. G.; Shafeev, G. A. Influence of intensity distribution of laser beam on the properties of nanoparticles obtained by laser ablation of solids in liquids http://arxiv.org/pdf/0907.1161 [2009]

Синтез и физические свойства R1-xCaxCoO3+z (Eu, Sm; x=0-0.5)

Кузьмова Т.Г.

Аспирантка 2 г/о

Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова

факультет наук о материалах, Москва, Россия

E-mail: kuzmova-tatyana@yandex.ru
Соединения R1-xCaxCoO3+z (R=РЗЭ) обладают переходом диэлектрик-металл вблизи комнатных температур, что делает привлекательным их использование в качестве основы различных переключающих устройств и сенсоров. Также в виде пленок из них могут быть сформированы структуры, работающие в качестве болометров или тепловых сенсоров. Высокая чувствительность резистивного перехода к внешнему давлению открывает возможность их использования в качестве датчиков давления.

Ранее было установлено, что перовскиты R1-xCaxCoO3+z оказываются неустойчивыми для РЗЭ малого ионного радиуса в условиях стандартного керамического синтеза. Устойчивость к диссоциации с выделением кислорода падает с уменьшением ионного радиуса R3+.

Работа посвящена синтезу соединений R1-xCaxCoO3+z (Eu, Sm; x=0-0.5) в керамическом и тонкопленочном виде.

Разработаны методики получения керамик и порошков R1-xCaxCoO3+z при x =0 - 0.5 для R= Eu, Sm. Проведёны рентгенографическое исследование структуры и границ области устойчивости твердых растворов. Выполнены измерения электрических свойств керамических образцов зависимости от температуры методом 4-х зондового измерение электрического сопротивления на основе криостата замкнутого цикла до 15К. Проведены измерения зависимости магнитной восприимчивости от температуры и рассчитан вклад в намагниченность ионов Со3+ для серии Eu1-xCaxCoO3. Методом иодометрического титрования рассчитана нестехиометрия по кислороду для керамических образцов.

Кроме того, в работе предложена методика MOCVD-синтеза эпитаксиальных пленок R1-xCaxCoO3-z на подложках LaAlO3 в ориентации (001). Получение эпитаксиальных пленок таких твердых растворов осуществлено с использованием подхода, основанного на эффекте эпитаксиальной стабилизации фаз на монокристаллических подложках с когерентной структурой. Состав тонкоплёночных материалов изучали методом резерфордовского обратного рассеяния.

Бифазная резорбируемая керамика, полученная из октакальциевого фосфата

Кукуева Е.В.

студент

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова,

факультет наук о материалах, Москва, Россия

E-mail: ku-kunder@mail.ru

В последнее время прикладываются значительные усилия по созданию бифазных или многофазных материалов на основе порошков фосфатов кальция (ФК), обладающих заданным пределом резорбирования, в частности, резко возрастает интерес к биорезорбируемой керамике, полученной из ФК с соотношением Ca/P меньше, чем у гидроксиапатита [1]. Основная трудность при получении многофазных материалов – синтез мелкокристаллических порошков, которые будут затем использоваться при получении биокерамики. В нашей работе предложен метод получения бифазной керамики Са3(РО4)2/Са2Р2О7 (ТКФ/ПФК) из порошков различного фазового состава, получающихся при разложении октакальциевого фосфата Са8(НРО4)2(РО4)4∙5Н2О (ОКФ).

ОКФ синтезировали гидролизом брушита CaHPO4∙2H2O в ацетатном и фосфатном буферных растворах при постоянном перемешивании, варьируя pH и температуру [2]. Показано, что ОКФ образуется в ацетатном буферном растворе при температуре 40°C; pH=6,5 при температуре 60°C; pH=5,75 и при температуре 90°C; pH=4,5. Эти условия являются оптимальными. При уменьшении pH в первых двух случаях или температуры – в третьем скорость гидролиза резко падает. По данным РЭМ кристаллы ОКФ пластинчатые, около 10 мкм в длину, форма сильно зависит от условий синтеза. Получившиеся порошки и исходный ОКФ были исследованы методами растровой электронной микроскопии (РЭМ), ИК-спектроскопии и методом рентгенофазового анализа (РФА).

Температурную обработку ОКФ проводили при температурах 150, 200, 300, 400, 450, 500, 600, 650 и 700°C, время выдержки 1 час для каждой температуры [3]. Качественный состав получившихся при термообработке порошков был проведен методом РФА. Получено, что формирование ПФК происходит при температуре 200°C, а ТКФ – в температурном интервале от 650 до 700°C. Из порошков, полученных отжигом при температурах 450, 600 и 700°C, были сформированы образцы плотной бифазной керамики.

Литература

  1. Dorozhkin, S.V. Biological and medical significance of calcium phosphates / S. V. Dorozhkin, M. Epple // Angew. Chem. Int. Ed., 2002, V. 41, p. 3130-3146.

  2. Каназава, Т. Неорганические фосфатные материалы: Пер. с японского./ Т. Каназава // Киев, Наукова думка. 1998. С. 86-111.

  3. K. Sakamoto Synthesis and thermal decomposition of layered calcium phosphates including carboxylate ions / K. Sakamoto, S. Yamaguchi, M. Kaneno, I. Fujihara, K. Satoh, Y. Tsunawaki // Thin Solid Films 517 (2008), p. 1354–1357.


Разработка полимерных композиционных материалов на основе ПТФЭ в среде этанола6
1   ...   12   13   14   15   16   17   18   19   ...   34

Похожие:

Особенности структуры опаловых фотонных кристаллов Абрамова В. В iconЛингвистические особенности перевода английской и американской рекламы
Абрамова Г. А. Метафора в тексте англоязычной рекламы / Г. А. Абрамова. Киев, 1980
Особенности структуры опаловых фотонных кристаллов Абрамова В. В iconВзаимные развороты кристаллов и квазикристаллов
Рассмотрены особенности описания взаимных разворотов кристаллов с использованием кватернионов. Получено распределение предельных...
Особенности структуры опаловых фотонных кристаллов Абрамова В. В icon«Волшебный мир кристаллов»
Окружающий нас мир состоит из кристаллов, можно сказать, что мы живем в мире кристаллов. Жилые здания и промышленные сооружения,...
Особенности структуры опаловых фотонных кристаллов Абрамова В. В iconЛитература э. В. Суворов Физические основы современных методов исследования реальной структуры кристаллов, Черноголовка, 1999, 231 с
Э. В. Суворов Физические основы современных методов исследования реальной структуры кристаллов, Черноголовка, 1999, 231 с
Особенности структуры опаловых фотонных кристаллов Абрамова В. В iconАбрамова Вера Федоровна см. Миндовская В. Ф. Абрамова Софья Дмитриевна см. Салтычева С. Д
Абросимова Вера Николаевна, ур. Коковина, 9–10, 38, 42, 53, 56–57, 61, 75, 77, 80, 86, 91, 94, 234, 286, 282, 292
Особенности структуры опаловых фотонных кристаллов Абрамова В. В iconАнализов предоставленных бесцветных кристаллов Исследование химического состава представленных образцов кристаллов, с помощью энергод

Особенности структуры опаловых фотонных кристаллов Абрамова В. В iconПрограмма семинара "Спектроскопия молекулярных кристаллов: диэлектрики, металлы и сверхпроводники "
Электронные и оптические свойства кристаллов фуллерена и некоторых комплексов на их основе
Особенности структуры опаловых фотонных кристаллов Абрамова В. В iconЛ. Конопля Экскурсионная деятельность Карпогорской центральной библиотеки им. Ф. А. Абрамова
Карпогорская Центральная библиотека им. Федора Абрамова – информационный центр для жителей Пинежского района. Библиотека имеет универсальный...
Особенности структуры опаловых фотонных кристаллов Абрамова В. В iconМолекулярно-генетические особенности структуры генов патогенности возбудителей коклюша и дифтерии; совершенствование лабораторной диагностики этих инфекций 03. 00. 07 микробиология
Молекулярно-генетические особенности структуры генов патогенности возбудителей коклюша и дифтерии
Особенности структуры опаловых фотонных кристаллов Абрамова В. В iconАннотация дисциплины «Кристаллография»
«Кристаллография» является формирование теоретических основ и практических навыков в области профессиональной деятельности бакалавров,...
Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©ru.convdocs.org 2016
обратиться к администрации
ru.convdocs.org