


Том 18, № 1 (2025)
Нанотехнологии
Оценка влияния температурного воздействия на стабильность и размеры частиц ниосомальных дисперсий на основе ПЭГ-12 диметикон
Аннотация
В данной работе методом динамического рассеяния света исследован процесс изменения ζ-потенциала и размеров частиц ниосомальных дисперсий различных концентраций при варьировании температуры. Выявлены изменения среднего диаметра ниосом и индекса полидисперсности. Наиболее существенное влияние температуры на рассматриваемые параметры наблюдалось в интервале 303–313 К. Экспериментальные данные свидетельствовали об увеличении дзета-потенциала с повышением температуры. На основании проведенного анализа подтверждена возможность повышения устойчивости ниосомальных дисперсий с помощью температурного воздействия.



Технология получения фиброина шелка и структур на его основе для изделий носимой электроники
Аннотация
Биополимер фиброин шелка является одним из перспективных материалов органической электроники. Для него характерна оптическая прозрачность, достаточная для белков термическая стабильность, биосовместимость и высокая прочность на разрыв. Структуры на основе фиброина шелка могут быть использованы для изготовления сенсорных элементов носимой электроники. Их свойства определяются конформацией белковой структуры, которая зависит от методов и режимов формирования регенерированного фиброина из его нативной формы. В данном проекте разработан процесс формирования раствора, пленок фиброина шелка и фотонно-кристаллических структур на их основе.



Исследование механических свойств аморфного провода Co-сплава 84КХСР переменного диаметра методом инструментального индентирования
Аннотация
Проведено исследование пространственного распределения механических свойств в "толстом" аморфном проводе Со-сплава 84КХСР. Конусный образец аморфного провода переменного диаметра (70–300 мкм) получен методом Улитовского-Тейлора за счет изменения скорости вытяжки в процессе получения провода. После удаления стеклянной оболочки и проведения проверки на соответствие структуры провода аморфному состоянию исследовали механические свойства образцов конусного провода диаметром 100 и 270 мкм методом инструментального индентирования. Установлено, что аморфный провод в интервале диаметров 70–300 мкм сохраняет стабильные значения твердости и модуля упругости в поперечном и продольном сечениях. Механические свойства проводов исследованных диаметров также практически не изменяются при перемещении от центра образцов к краю. Полученные данные свидетельствуют о высокой изотропности аморфной структуры провода переменного диаметра. Отмеченные более высокие значения твердости и модуля упругости в образце диаметром 270 мкм (Н = 9,8 ГПа, Е = 212 ГПа) по сравнению с образцом диаметром 100 мкм (Н = 8,6 ГПа, Е = 163 ГПа) могут быть обусловлены более интенсивным формированием кластерной структуры за счет снижения эффективной скорости охлаждения более "толстого" провода. Отмечено, что такие провода могут найти применение для изготовления новых видов медицинского инструмента.



Сканирующая капиллярная микроскопия клеток фибросаркомы
Аннотация
Сканирующая капиллярная микроскопия (СКМ) стала универсальным методом для исследования взаимодействий в живых клетках и тканях. СКМ находит успешное применение в биологии и материаловедении при биофизических и электрохимических измерениях. Изначально этот вид микроскопии использовался в основном для регистрации 3D-морфологии клеток в естественной среде, но в скором времени метод стал развиваться благодаря применению модифицированных и многоканальных капилляров, что позволило регистрировать активные формы кислорода вблизи и внутри поверхности клеток, оценивать деформацию и другие механические свойства исследуемых объектов. Современные модификации установки СКМ сделали данный метод важным инструментом в биоаналитических, биофизических и материаловедческих измерениях. В данной работе представлено исследование клеток фибросаркомы с помощью капиллярного микроскопа "ФемтоСкан Х Айон", созданного на основе оригинальных систем электроники, механики и программного обеспечения.



Изучение морфологии поверхности тонких пленок спинового бесщелевого полупроводника COFEMnSᵢ, полученных методом импульсного лазерного осаждения
Аннотация
Представлены результаты исследования морфологии поверхности тонких пленок CoFeMnSi, выращенных на подложке MgO (100) методом импульсного лазерного осаждения в зависимости от выбранных технологических параметров изготовления. Показано, что при частоте импульсов лазерного излучения 1–2 Гц и энергии импульсов 150 мДж на подложке MgO (100) Растет тонкая островковая пленка CoFeMnSi со средним диаметром зерен D50% = 16,48 нм и значениями параметров шероховатости Ra = 1,29 нм, Rz = 13,06 нм. Уменьшение частоты импульсного лазерного излучения до 0,5 Гц и использование низкой энергии лазера, равной 150 мДж, приводит к изменению механизма роста пленки на послойно-островковый. Значения параметров шероховатости пленок, осажденных в этом режиме, снижаются до Ra = 0,61 нм и Rz = 11,51 нм. Послойный режим нанесения пленок удалось реализовать путем введения временных пауз, равных 1–2 мин, между нанесением каждого нового атомного слоя CoFeMnSi. Установлено, что выращенные пленки являются сплошными, дефекты и неровности микрорельефа их поверхности сглаживаются. Значения параметров шероховатости образцов, выращенных в послойном режиме, снизились до Ra = 0,31 нм и Rz = 4,60 нм. Изготовление тонких полупроводниковых пленок CoFeMnSi с высоким качеством поверхности открывает возможности для создания гетероструктур на их основе. При выбранных технологических параметрах роста изготовлены структуры MgO/CoFeMnSi/Co, средняя шероховатость поверхности которых составила Ra = 0,17 нм. Результаты работы могут быть использованы для изготовления многослойных структур на основе CoFeMnSi и их применения в устройствах спинтроники.



Оборудование для наноиндустрии
Высокочувствительный преобразователь магнитного поля на основе спин-туннельных магниторезистивных наноструктур с синтетическим антиферромагнетиком
Аннотация
Представлены результаты исследования макетов преобразователей магнитного поля (ПМП) на основе спин-туннельных магниторезистивных наноструктур (СТМР) с синтетическим антиферромагнетиком (САФ). Абсолютная чувствительность к магнитному полю у исследованных макетов ПМП-САФ составила 217 мВ/Э в диапазоне магнитного поля ±5 Э (±0,5 мТл) при напряжении питания 5 В.



Наноматериалы
Исследование и разработка наноструктурного магниевого сплава Mg-1%Zn-0.06%Cа для медицинского применения
Аннотация
Биоразлагаемые и биосовместимые материалы из магниевых сплавов являются перспективными для применения в медицине и в настоящее время являются объектом активных исследований. В данной работе представлены результаты использования комбинированной термомеханической обработки, включающей в себя равноканальное угловое прессование (РКУП) и последующую экструзию для получения длинномерных прутков из магниевого сплава Mg-1%Zn-0.06%Ca с ультрамелкозернистой структурой и повышенными механическими свойствами. С помощью проведенного компьютерного моделирования определены термомеханические условия: интервалы скоростей деформации, степени деформации и напряженно-деформированного состояния при РКУП и экструзии. Выполнено экспериментальное деформирование, исследована структура прутков, полученных комбинированной обработкой. Показано, что комбинированная обработка исходного гомогенизированного сплава, включающая РКУП и последующую экструзию, позволила сформировать УМЗ-структуру с размером зерна около 1 мкм и образование наноразмерных частиц, что обеспечило значительное повышение механических свойств сплава в прутках-заготовках, предназначенных для изготовления перспективных имплантатов в челюстно-лицевой хирургии.


