Том 50, № 4 (2024)

С помощью компьютерных методов (пакет программ ToposPro) осуществлен комбинаторно-топологический анализ и моделирование самосборки кристаллических структур Li₄₀P₄Ge₂₀-oP64 (V = 1082.85 ų, Pnma), Ti₄₀P₂₄-oP64 (V = 955.14 ų, Pnma). Для кристаллической структуры Li₄₀P₄Ge₂₀-oP64 установлены 36 вариантов выделения кластерных структур с числом кластеров N = 2, 3, 4. Рассмотрена самосборка кристаллической структуры с участием кластеров-прекурсоров K11 = 0 @11(Li₅(LiGe₅)) в виде пентагональных пирамид LiGe₅ c 5 атомами Li, расположенными на пяти гранях пирамиды, колец K3 = @3(Li₂P) и атомов-спейсеров Li. Для кристаллической структуры Ti₄₀P₂₄-oP64 установлены 55 вариантов выделения кластерных структур с числом кластеров N = 2, 3, 4 и 6. Рассмотрена самосборка кристаллической структуры с участием кластеров-прекурсоров в виде 6-атомных сдвоенных тетраэдров K6(4a) = 0@6(Ti₄P₂), K6(4b) = 0@6 (Ti₄P₂), 3-атомных колец K3 = 0@3(TiP₂) и K3 = 0@3(Ti₂P), и тетраэдров K4 = 0@4 (Ti₃P). Реконструирован симметрийный и топологический код процессов самосборки 3D структур Li₄₀P₄Ge₂₀-oP64 и Ti₄₀P₂₄-oP64 из кластеров-прекурсоров в виде: первичная цепь → слой → каркас.

Синтезированы системы La₂O₃–SiO₂ из каолина и тетраэтоксисилана. Термодекструкция образов после лиофильной сушки при нагревании до 1000 °С изучалась методами термогравиметрии и дифференциально-сканирующей калориметрии. Морфология образцов исследована методами электронной микроскопии и динамического светорассеяния, кислотно-основные свойств поверхности определяли индикаторным методом. В процессе нагревания образцов в интервале 25–600 °С обнаружены эндотермические эффекты, сопровождающиеся потерей массы. Структура образца из каолина неоднородная, наночастицы (10 нм) оксида лантана находятся на поверхности микрочастиц (220–270 нм) оксида кремния. Образец, полученный из тетраэтоксисилана, имеет однородную наноструктуру с размерами частиц 5–13 нм, но отличается менее интенсивными значениями сорбции на кислотных центрах Бренстеда (рКа 1.7, 3.46) по сравнению с образцом из каолина. Это связано с получением системы La₂O₃–SiO₂ уже в растворе и блокировкой силанольных групп на поверхности оксида кремния. Значительное увеличение удельной адсорбции при рКа 9.2 как для образцов из каолина, так и образцов из тетраэтоксисилана доказывает существование ионов металла La³⁺ и гидроксогрупп ОН^-- на поверхности оксида кремния.

В статье представлены результаты исследования токсичности высококремнеземных кварцоидных стекол (КС), содержащих цезий, полученных на основе двухфазного щелочноборосиликатного стекла. Установлено, что токсичность исследуемых КС по отношению к Paramecium caudatum не превышает допустимого уровня и изменяется в зависимости от содержания щелочных ионов в КС и времени контакта мелкодисперсного порошка КС с водой. Предположено, что выявленная токсичность связана, прежде всего, с извлечением в водный раствор ионов натрия и цезия.

Методами адсорбции кислотно-основных индикаторов и динамической рН-метрии изучены кислотно-основные свойства поверхности наночастиц SiO₂ и Al₂O_3, полученных различными способами. Проанализировано влияние используемых методов синтеза (включая жидкофазные и плазмохимические процессы, а также электровзрыв) на функциональный состав поверхности исследуемых материалов (преобладание кислотных или основных центров Льюиса или Бренстеда с различными значениями pK_a) и свойства суспензий, получаемых с использованием синтезированных нанопорошков.

Исследовано стеклообразование в системе As-Se-SbBr_3. Стекла синтезированы плавлением шихты из As, Se и SbBr₃ при температуре 700 °С. Измерены плотность стекол и оптическое поглощение в ИК-области спектра. Методом дифференциального термического анализа (ДТА) определены значения температур стеклования и кристаллизации. Структура стекол исследована методом спектроскопии комбинационного рассеяния. Высказано предположение, что бромид сурьмы входит в состав стекла в виде изолированных молекул, не обмениваясь бромом с селенидом мышьяка. Исследованные стекла перспективны для производства легкоплавких ИК-клеев, линз и окон для различных приборов ИК-оптоэлектроники методом прецизионного прессования.