tezisu

УДК 544.2

ПРИМЕНЕНИЕ ОТХОДОВ СИНТЕЗА НАНОРАЗМЕРНОЙ СЕРЫ ИЗ ПОЛИСУЛЬФИДА КАЛЬЦИЯ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ

Арсланбаева Г.А., Абдуллина А.Р., Ильясова Р.Р. Башкирский государственный университет, г. Уфа, Россия

Внастоящее время все большую актуальность приобретают проблемы разработки и внедрения мало- и безотходных технологий, что связано с образованием огромного количества отходов промышленного производства. Внедрение безотходного технологического цикла обеспечивает максимально полное использование перерабатываемого сырья и образующихся при этом отходов.

Следует отметить, что ежегодно образуется около 10-15 тонн отходов синтеза наносеры из полисульфида кальция на опытном производстве Технологического института гербицидов и регуляторов роста растений ГНУ НИИ АН РБ, г.Уфа. Однако указанные отходы содержат необходимые для сельхозкультур вещества, а именно около 92 % серы в наноразмерном состоянии. Наряду с азотом, калием, фосфором и др., сера - биогенный элемент, необходимый для роста и развития растений, способствующий синтезу углеводов, витаминов, аминокислот и др.

Всвязи с этим перспективным становится изучение возможности использования отходов синтеза наноразмерной серы из полисульфида кальция в качестве источника минерального питания для растений при внесении ее в почву и влияния указанного фактора на аминокислотный состав тканей растений фасоли зерновой и повышение урожайности.

Настоящая работа посвящена изучению возможности применения отходов синтеза наносеры из полисульфида кальция в смеси с аквакомплексом марганца (2+) для создания благоприятных условий развития фасоли зерновой.

Установлено, что оптимальным вариантом питательной смеси, способствующим увеличению всхожести семян фасоли, а также повышенному содержанию пяти свободных аминокислот в ее тканях, является аквакомплекс марганца (2+) с наносерой с соотношением компонентов 1:10. При этом содержание аминокислот во всходах увеличивается; например, гистидина – в 3 раза, валина, метионина, лейцина, изолейцина - в 1,5-2 раза.

Таким образом, на основании полученных результатов можно рекомендовать в качестве питательной смеси отходы синтеза наносеры из полисульфида кальция и хлорида марганца в соотношении 1:10 для увеличения всхожести семян фасоли зерновой.

61

УДК 544.2

СИНТЕЗ НАНОЧАСТИЦ СЕРЕБРА

Музыка А.С, Файрузова Д.Р., Ильясова Р.Р. Башкирский государственный университет, г. Уфа, Россия

В настоящее время одно из современных, активно развивающихся направлений науки – это нанотехнологии. Нанотехнологи занимаются созданием материалов с размерами частиц не более 100 нм на основе металлов, неметаллов, их оксидов и др. Особый интерес представляют разработки препаратов из наноразмерного серебра [1].

Серебро – металл I группы таблицы Д.И. Менделеева, с атомным номером 47. Области применения серебра – это электротехника, электроника, тяжелая промышленность и т.д. При этом чистого серебра ежегодно во всем мире добывают около 850 тысяч килограммов и спрос на него возрастает. Однако уже сейчас наблюдается нехватка серебра, что сдерживает развитие новейших технологий. Поэтому развитие нанотехнологий может способствовать решению этой проблемы, т.к. наноматериалы как продукт высоких технологий не требуют многотоннажного производства, и даже один грамм такого вещества способен решить множество проблем.

Целью работы состояла в разработке способа синтеза наночастиц серебра с использованием доступных, простых в неорганической химии реакций окисления-восстановления из комплексных соединений для дальнейшего изучения каталитических свойств.

Авторами изучена реакция синтеза наносеребра по реакции восстановления металлов из аммиачных комплексов с помощью различных восстановителей: гидразина солянокислого, гидроксиламина солянокислого, тиосульфата натрия, муравьиного альдегида, глюкозы.

Установлено, что при использовании в качестве восстановителей гидразина солянокислого, гидроксиламина солянокислого реакции восстановления серебра протекали быстрее; выход продукта составил ≈ 75 %; наблюдался меньший размер наночастиц серебра: в случае использования гидразина солянокислого – 50 нм, гидроксиламина солянокислого – 37 нм. Результаты показали, что на размер наночастиц влияет и количество восстановителя, например, в случае применения гидразина солянокислого двукратное увеличение его количества привело к уменьшению размера наночастиц серебра до 2-7 нм.

Таким образом, авторами синтезированы наночастицы серебра доступным и простым способом, не требующим оператора высокой квалификации или сложного и дорогого оборудования.

62

63

УДК 537.9

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТРУКТУР СТЕКЛО/ ЖЕЛЕЗО/ПДФ/ ЖЕЛЕЗО С КОНТРОЛИРУЕМОЙ ТОЛЩИНОЙ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО И ПОЛИМЕРНОГО СЛОЕВ

Ямалеев А.А., Воробьева Н.В., Галиев А.Ф. Башкирский государственный педагогический университет

им. М.Акмуллы, г. Уфа, Россия

В настоящей работе была поставлена задача получить структуру железо/ полидифениленфталид (ПДФ)/ железо, пригодную для оптических исследований. Для таких исследований структур, содержащих слой полимера с широкой запрещенной зоной, требуется создание образцов с тонким (менее 10 нм) слоем железа. Кроме того, слой полимера также должен быть менее 10 нм, причем требуется ряд толщин от 2 до 10 нм. Слой железа, напыленный на полимер сверху также должен не превышать 10 нм. То есть, толщина структуры должна быть менее 30 нм. Задача получения металлических слоев осуществлялась на вакуумном универсальном посте (ВУП5). В качестве подложек были выбраны образцы кремния и стекла, они обрезались до квадрата со стороной 1 см. Условия напыления выбирались согласно [1], скорость напыления составляла 3 нм/с. Толщину слоя полимера изменяли при помощи изменения концентрации в исходном растворе. Полимер наносился методом центрифугирования.

Готовые подложки проходили тщательную очистку в ультразвуковой ванночке. В небольшую посуду, в которую наливался спирт, помещались все образцы подложек и ставились на ультразвуковую ванночку на 5 мин. Затем такая же процедура повторялась с дистиллированной водой. После этого образцы подложек доставались пинцетом и помещались в печь для сушки. После сушки кремниевые и стеклянные подложки помещались в вакуумную камеру и крепились подложкодержателями. Напыляемое вещество железо помещалась внутрь вольфрамовой спирали и было готово к напылению. Оставалось подождать, пока давление в камере достигнет необходимого уровня 10-5 мм рт. ст. Затем на 2-3 с. открывалась заслонка, где находился образец металла и через окошки наблюдался яркий просвет. Это означало, что образец начал испаряться и атомы железа, достигая подложек, оседали, создавая тонкопленочную структуру. Подложки крепились на разных расстояниях от испарителя, и, следовательно, толщины этих пленок были получены разные. Контроль толщин проводился на атомно-силовом микроскопе.

Литература

1. Антонец И.В., Котов Л.Н., Некипелов С.В., Голубев Е.А. Особенности наноструктуры и удельной проводимости тонких пленок различных

УДК 537.9

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ГИДРОСТАТИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ НА ПОДВИЖНОСТЬ НОСИТЕЛЕЙ ЗАРЯДА В ТОНКИХ ПЛЕНКАХ ПОЛИДИФЕНИЛЕНФТАЛИДА

Фазылов А.И., Юсупов А.Р.

Башкирский государственный педагогический университет им. М. Акмуллы, г. Уфа, Россия

Подвижность носителей заряда является одним из важных параметров полупровдниковых и диэлектрических материалов. Она определяет величину электропроводности а также свойства полупроводниковых приборов, такие, как инерционность, частотные характеристики и др.

Целью данной работы является изучение влияние гидростатического давления на подвижность носителей заряда в пленках полидифениленфталида (ПДФ).

Вкачестве метода измерения подвижности носителей заряда, был использован метод CELIV (Экстракция носителей заряда под действием линейно увеличивающегося напряжения) [1]. Данный метод широко используется для исследования полимерных материалов. Для измерения подвижности носителей заряда использовались образцы следующей структуры: Al - ПДФ - Si - Au.

Ранее в работе [2] было показано, что под действием одноосного механического давления пленка полидифениленфталида переключается из диэлектрического в высокопроводящее состояние. Использование гидростатического давления для изучения влияния на подвижность носителей заряда в пленках полидифениленфталида, упрощает задачу по влиянию неоднородности пленки по толщине на результаты измерения. В тоже время данный метод позволяет исключить повреждение пленки в ходе эксперимента, что зачастую происходит при неаккуратном воздействии на образец.

Вдокладе обсуждаются полученные результаты и их интерпретации.

Литература

[1]Juška G., Arlauskas K., Viliunas M., and Koeka J., Extraction current transients: New method of study of charge transport in microcrystalline silicon, Phys. Rev. Lett. 84, 4946-4949 (2000).

[2]Лачинов А.Н., Жеребов А.Ю, Корнилов В.М. Аномальная электронная неустойчивость полимеров при одноосном давлении // Письма

вЖЭТФ, том 52, вып. 2, 1990, с.742-745.

65

УДК 538.9

ВЛИЯНИЕ ДИПОЛЬНОГО УПОРЯДОЧЕНИЯ НА ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ИНТЕРФЕЙСА ПОЛИМЕР/ПОЛИМЕР

Гадиев Р.М., Лачинов А.Н., Галиев А.Ф., Набиуллин И.Р. БГПУ им М. Акмуллы, г.Уфа, Россия

Границы раздела различных материалов нашли широкое применение в электронике и фотонике. Это связано с тем фактом, что сочетание определѐнных условий, поверхностных эффектов и особенностей строения поверхности позволяет получать уникальные электронные свойства в области контакта двух поверхностей, образующих границу раздела [1].

Равновесная структура поверхности и объема полимерной пленки определятся конкуренцией процессов уменьшения поверхностной энергии и уменьшения энергии связи блоков. Полная свободная энергия может быть представлена как сумма поверхностной свободной энергии и суммы энергий натяжения молекул в объеме. Поверхностная энергия учитывает вклад взаимодействия полимера с воздухом и взаимодействие молекул друг с другом. Следует предположить, что лишь часть боковых групп молекул полимера в поверхностном слое будут принимать участие в формировании дипольно упорядоченного поверхностного слоя пленки.

Возникновение на границе раздела двух полимерных пленок области с более высоким значением электропроводности [1] может объясняться наличием спонтанной поляризации поверхностного слоя полимерной пленки, по аналогии с механизмом "поляризационной катастрофы" [2] в пределах одного монослоя молекул. Взаимодействие в объеме очевидно является слабым из-за разупорядочения молекул. Для описания спонтанной поляризации в двумерных полимерных пленках, где движение диполей ограничивается вращением боковых групп вокруг оси скелетной части молекулы полимера, обычно используется модель Изинга. При таком подходе случайные процессы не должны разрушать упорядочение, так как взаимодействие анизотропно и вращение диполей имеет одну степень свободы.

Работа выполнена в рамках базовой части государственного задания в сфере научной деятельности Минобрнауки России.

Литература

[1]Gadiev R.M., Lachinov A.N., Salikhov R.B., Rakhmeev R.G., Kornilov V.M. and Yusupov A.R., Appl. Phys. Lett.98, 173305 (2011).

[2]Ohtomo A. and Hwang H.Y., Nature 427, 423 (2004).

66

ВЛИЯНИЕ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ОБРАБОТКИ В ШИРОКОМ ИНТЕРВАЛЕ АМПЛИТУД НА МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА УЛЬТРАМЕЛКОЗЕРНИСТОГО НИКЕЛЯ

Мухаметгалина А.А.1, Самигуллина А.А.2 1Башкирский государственный университет, г. Уфа, Россия

2Институт проблем сверхпластичности металлов РАН, г. Уфа, Россия

Ультрамелкозернистые (УМЗ) материалы, полученные интенсивной пластической деформацией, обладают высокой прочностью, твердостью, однако для них характерны значительные искажения кристаллической решетки, источниками которых являются неравновесные границы зерен [1]. В результате пластичность материала падает. Стабилизация структуры осуществляется обычно путем отжига, однако этот способ не всегда может обеспечить необходимое улучшение механических свойств материала. Поэтому большой интерес представляют иные способы физического воздействия на материалы, одним из которых является ультразвуковая обработка (УЗО).

В данной работе было установлено влияние амплитуды ультразвуковых колебаний на механические свойства УМЗ никеля.

Результаты работы установили характер зависимости механических свойств от амплитуды ультразвука: показано, что существует оптимальная амплитуда, при которой релаксационный эффект УЗО максимален и приводит к значительному повышению пластичности УМЗ никеля, подвергнутого РКУП при одновременном повышении предела прочности. При использовании УЗО с амплитудой выше этого значения эффект ослабевает и исчезает, что связано с увеличением вклада от размножения дислокаций.

Показано, что УЗО с амплитудами напряжения, использованными в работе, как и отжиг, оказывает заметное релаксирующее воздействие на структуру УМЗ никеля, подвергнутого ИПД методом РКУП. При этом, как показали эксперименты, рост пластичности за счет УЗО может происходить одновременно с ростом прочности.

Результаты исследования подтверждают, таким образом, принципиальную возможность влияния УЗО на механическое поведение материала с целью улучшения его свойств.

Литература

[1] Nazarov A.A., Mulyukov R.R. Nanostructured Materials. In: Handbook of Nanoscience, Engineering, and Technology, Ed. Goddard W., Brenner D., Lyshevski S., Iafrate G., CRC Press. 2003. Chapter 22. P. 1-41.

67

УДК 537.9

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ОДНООСНОГО МЕХАНИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ НА СВОЙСТВА ТОНКИХ ПЛЕНОК ПОЛИДИФЕНИЛЕНФТАЛИДА ДОПИРОВАННЫЕ НАНОЧАСТИЦАМИ PbS

Киан Мохаммадамин, Поленов С.А.

Башкирский государственный педагогический университет им. М. Акмуллы, г. Уфа, Россия

Внастоящее время повышенный научный интерес вызывают структуры, основанные на использовании высокопроводящих полимеров. Причина этого

–обширные возможности применения таких структур для разработки и конструирования нового класса электронных приборов на основе полимерных материалов. Ранее [1], было показано, что в тонких пленках полимера полидифениленфталида наблюдается эффект переключения в высокопроводящее состояние под действием одноосного механического давления. Авторами работы указывается, что эффект переключения наблюдается на пленках толщиной меньше некоторого предельного значения. Целью данной работы, является изучения влияния толщины полимерной пленки допированной наночастицами PbS на эффект переключения в высокопроводящего состояния под действием одноосного механического давления.

Для достижения поставленной цели, были изучены вольтамперные характеристики на экспериментальных пленочных образцах с веденными наночастицами PbS (наночастицы PbS были получены в лаборатории БГПУ им.М.Акмуллы) и на образцах без наночастиц, при различных значениях одноосного механического давления. Измерения вольтамперных характеристик проводились на образцах, толщиной меньше критического значения.

Установлено, что для переключения пленок полидифениленфталида с наночастицами PbS необходимо прикладывать большее механическое давление, чем на пленки без PbS.

Вдокладе обсуждаются результаты полученные в данной работе, а также возможная их интерпретация.

Литература

[1] Лачинов А.Н., Жеребов А.Ю, Корнилов В.М. Аномальная электронная неустойчивость полимеров при одноосном давлении // Письма в ЖЭТФ, том 52, вып. 2, 1990, с.742-745.

68

УДК 539.211: 535.39

ИНФРАКРАСНО-АКТИВНЫЕ КОЛЕБАТЕЛЬНЫЕ МОДЫ ДЕФЕКТОВ И ПРИМЕСЕЙ УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБОК

Рыжов А.М.

Магнитогорский государственный технический университет, г. Магнитогорск, Россия

Углеродные нанотрубки (УНТ) применяются в различных областях науки, техники и производства. Это связано с уникальными физикохимическими свойствами УНТ, на которые оказывают влияние дефекты структуры и примеси.

В работе рассмотрены методы ИК-Фурье - спектроскопии и возможность применение их для диагностики дефектности нанотрубок, контроля примесей кислорода и водорода в них. Объектом изучения служил порошкообразный углеродный наноматериал «Таунит», представляющий смесь многослойных УНТ, с примесью углерода нетубулированной структуры [1].Образцы для исследования в режиме диффузного отражения (ДР), готовились методом прессования таунита и хлорида натрия (марки ХЧ),в концентрациях (С) таунита 0,1;0,2;0,4;0,8 %. Полученный спектр ДР обрабатывался с помощью функции Кубелки –Мунка:

где - коэффициент диффузного отражения излучения от бесконечно

толстого слоя, k и s –коэффициенты поглощения и рассеяния соответственно, слоем единичной толщины. В спектрах ДР таунита, нами были выделены широкие полосы селективного поглощения 4000-3600 ,

2845-2385, 2100-1700 1600-1300 , 900 – 700

(С=0,8%).Максимумы в области 2900-2800 интерпретированы как валентные колебания –С-Н групп в ароматических структурах, слабые полосы избирательного поглощения в области 1700 - 1650 обусловлены наличием карбоксильных групп в образцах, селективное поглощение в областях 1300 и 1500 наиболее вероятно свидетельствует о наличие дефектов структуры, которые вызваны нарушением трансляционной симметрии в углеродных сетках малых размеров и внутриплоскостной деформации графитоподобных структур соответственно.

Литература

1.Мищенко С.В. Углеродные наноматериалы. Производство, свойства, применение/С.В.Мищенко, А.Г. Ткачѐв.– М.: Машиностроение, 2008. – 320 с.

69

УДК 538.971

ЗАВИСИМОСТЬ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ ВДОЛЬ ИНТЕРФЕЙСА ПОЛИМЕР/ПОЛИМЕР ОТ ТОЛЩИНЫ ВЕРХНЕЙ

ПОЛИМЕРНОЙ ПЛЕНКИ

Любцов В.С., Лачинов А.Н.

Башкирский государственный педагогический университет им. М. Акмуллы, г. Уфа, Россия

После того, как была опубликована работа [1], где говорилось, что на основе перовскитов SrTiO3 и LaTiO3, можно изготовить гетероструктуру, которая будет обладать металлоподобной проводимостью, обусловленной двумерным электронным газом. В 2009 году было обнаружено, что вдоль границы двух полярных изоляторов также можно сформировать двумерный электронный газ [2]. Эта работа вызвала большой интерес к изучению свойств границы раздела двух полярных изоляторов на основе полимерных материалов. Хорошо известно, что подобные квантоворазмерные системы используются в качестве сенсоров различных веществ. До сегодняшнего дня не известно ни одной работы, где рассматривалось влияние толщины верхней полимерной пленки границы раздела полимер/полимер на электрофизические свойства структуры. Целью настоящей работы явилось изучение зависимости электропроводности вдоль интерфейса полимер/полимер от толщины верхней полимерной пленки.

В качестве органического изолятора был выбран полимерный материал полидифениленфталид (ПДФ).

Верхняя полимерная пленка была получена методом центрифугирования из различных концентраций растворов ПДФ, а нижняя пленка из одной концентрации полимера. Металлические электроды наносились методом термического вакуумного напыления. Толщину верхней полимерной пленки определяли методом атомно-силовой микроскопии (АСМ).

Было установлено, что при уменьшении толщины верхней полимерной пленки электропроводность возрастала, причем, существенно.

По-видимому, это может быть связано с высокой степенью упорядочения боковых функциональных групп вовнутрь слоя и более высокой однородностью границы раздела.

Литература

1.Ohtomo A., Muller D. A., Grazul J. L. and Hwang H. Y. Artificial chargemodulation in atomic-scale perovskite titanate superlattices. // Nature, 2002, V.419, pp.378-380.

2.Гадиев Р.М., Лачинов А.Н., Корнилов В.М., Салихов Р.Б., Рахмеев

Р.Г., Юсупов А.Р. Письма в ЖЭТФ, 2009 –Т 90, В.11 – С.821-825.

70