SCI Библиотека

Учебное пособие в доступном изложении познакомит старшеклассников с понятием «нанотехнологии». Прочитав книгу, школьники узнают о значении химии в развитии этой новой области человеческого знания, о практическом применении и перспективах развития нанотехнологий, а также о роли нанотехнологий в создании новых веществ и материалов, уникальных приборов и оборудования. Пособие содержит много иллюстраций, любопытных фактов, а также задания, включенные в текст параграфов, что сделает обучение эффективным.

Книга Г. Цао и Ин Ван «Наноструктуры и наноматериалы: синтез, свойства и применение» является обобщением фундаментальных принципов и технологических подходов к синтезу, изготовлению и обработке наноструктур и наноматериалов. Она предоставляет читателям систематический, всеобъемлющий обзор материала по нанотехнологии - бурно развивающемуся симбиозу фундаментальных научных исследований и технологии проектирования и изготовления наноструктур и наноматериалов и применению наноматериалов и наноструктур. Подробность подачи материала и сочетание изложения фундаментальных физическо-химических основ процессов с рассмотрением конкретных технологий и технических приложений делает книгу привлекательной как для специалистов, так и для новичков в данном предмете.

Приведенные в статье данные свидетельствуют о том, что проблема дифференциации первичного и вторичного короткого замыкания очень актуальна. Целью статьи является разработка научно-обоснованного метода исследования медного проводника автомобильной электрической сети, имеющего признаки короткого замыкания, для установления причины его повреждения в ходе пожарно-технической экспертизы.

Материалы и методика. Исследования проводились с использованием растрового электронного микроскопа JSM-6390LV с приставкой для энергодисперсионного микроанализа, микротвердомера DuraScan 20, инфракрасного тепловизора Fluke Ti400.

Результаты и обсуждение. Экспериментально доказано, что микротвердость медного проводника, подвергнутого первичному короткому замыканию, отличается от значений микротвердости медных проводников, подвергшихся токовой перегрузке или внешнему высокотемпературному воздействию. Приведены снимки участков измерения микротвердости медного проводника, подвергшегося первичному короткому замыканию. Даны результаты энергодисперсионного анализа и характерные диагностические признаки, позволяющие установить причину повреждения медного проводника при пожаре (первичное или вторичное короткое замыкание). Измерена температура медного проводника при искровом и дуговом протекании короткого замыкания. Экспериментально подтверждена возможность применения расчетного метода определения температуры проводника при коротком замыкании.

Выводы. Предложен метод дифференциации первичного или вторичного короткого замыкания медного проводника автомобильной электрической сети. Показано, что метод измерения микротвердости может быть использован в качестве вспомогательного для метода растровой микроскопии. Приведенные в статье результаты могут быть использованы специалистами при исследовании медных проводников, изымаемых из сгоревших транспортных средств, в целях установления механизма их повреждения и, в конечном счете, причины пожара автомобиля.

Монография посвящена систематическому изложению свойств, методов синтеза и возможностей применения пористого кремния, нанокремния и композитных материалов на их основе. Подробно изложены методы получения нанокристаллического кремния и проведен их сравнительный анализ. Описаны электронные и оптические свойства, современные методы исследования, позволяющие дать характеристику спектральных и структурных свойств этого
материала, обладающего уникальными оптическими (поглощение излучения в УФ-области и фотолюминесценция в видимой области спектра) и электрофизическими свойствами.

Значительное внимание уделяется различным областям практического применения: в УФ-защитных покрытиях, биоаналитике и солнечной энергетике. Представлены результаты исследований трансформации свойств наночастиц кремния в зависимости от химического состава примесей, появляющихся при синтезе и нахождении наночастиц в атмосфере воздуха. Описаны методы диагностики структуры, состава образующихся примесей и способы направленного модифицирования поверхности наночастиц кремния и функции их распределения по размерам.

Монография рекомендуется широкому кругу читателей, интересующихся проблемами создания, исследования и применения наноматериалов, — научным работникам, аспирантам и студентам, специализирующимся в этой увлекательной и интенсивно развивающейся области современной науки.

Рассмотрены электрохимические и химические процессы модифицирования поверхности и нанесения покрытий в технологии создания наноструктур. Особое внимание уделено процессам анодного окисления и растворения и катодного осаждения материалов, формирования пористых наноструктур. Отдельная лекция посвящена химическому методу формирования полупроводниковых соединений из водных растворов. Представлены различные способы применения низкотемпературных процессов в технологии формирования полупроводниковых структур.

Разработан для основной образовательной программы подготовки магистров по направлению 210100 «Электроника и наноэлектроника», соответствующей тематическому направлению деятельности ННС «Наноэлектроника».

Предназначен для студентов, обучающихся по направлениям 210100 «Электроника и наноэлектроника» и 150100 «Материаловедение и технология материалов».

Подготовлена с целью изучения студентами новейших технологий по получению керамических материалов. Представлен обзор состояния получения нанопленок, нанопокрытий, наномембран, нанотрубок, наностержней и нанопроволок в мировой практике и в России. Рассмотрено понятие наноструктур, многочисленные способы получения различных нанопленок, нанопокрытий и других вышеуказанных наноматериалов, их специфические свойства и характеристики синтезируемых на их основе материалов и изделий.

Предназначена для студентов старших курсов всех форм обучения специальности 240304 – химическая технология тугоплавких неметаллических и силикатных материалов всех направлений и специализаций, изучающих дисциплину «Нанотехнологии в керамике», и другие дисциплины, связанные прежде всего с различными керамическими материалами, получаемыми по нанотехнологиям, а также для аспирантов, бакалавров, магистров и инженеров, работающих в области производства тугоплавких неметаллических материалов.

Одним из актуальных вопросов в науке и образовании является проведение исследований междисциплинарного уровня. Основной целью развития таких исследований в международной практике признано объединение интеллектуальных ресурсов и научно-производственной инфраструктуры.

Основная (аналитическая) часть. Авторами предлагается методологический подход к исследованию, основанный на разделении междисциплинарных методов на группы по уровню масштаба объекта исследования (материала): микроуровень, надмолекулярный уровень, исследование материала, исследование конструкции. В работе представлены методы, используемые при исследовании на каждом из указанных уровней. На основании проведенного разделения на уровни исследования, а также анализа возможных используемых экспериментальных методов на каждом уровне предлагается оптимизация исследования эксплуатационных свойств строительных материалов и огнезащитных материалов посредством применения диаграм- мы совместимости.

Использование диаграммы совместимости. Методология исследования. В качестве практического примера использования диаграмм совместимости выбрано исследование огнезащитной эффективности группы эфиров кислот фосфора при модифицировании древесины. В работе определен ряд методов, подходящих для предложенной диаграммы совместимости: метод элементного анализа, метод оценки энергии Гиббса, метод оценки удельной поверхности образца, электронная микроскопия, методы оценки пожароопасных характеристик древесины, метод сорбции воды и метод оценки прочности, и метод оценки биозащищенности.

Выводы. Впервые предложен алгоритм обобщения эмпирических данных о механохимических характеристиках материалов с использованием междисциплинарных методов в виде диаграммы совместимости. Данная методология позволяет оптимизировать исследования для любых композитных материалов, сохранив целевые методы исследования и исключив нецелесообразные и сопутствующие экспериментальные исследования со снижением трудозатрат и, как следствие, влияния на окружающую среду.

На примере рулонного базальтоволокнистого материала МБОР продемонстрированы возможности исследований конструктивной огнезащиты на стенде лучистого нагрева.

Методика исследований. Воспроизведение требуемого режима высокотемпературного воздействия производится за счет лучистого нагрева пакетом мощных галогенных ламп накаливания. Режим регулируется изменением напряжения, подаваемого на лампы, и контролируется с помощью термопар, фиксирующих температуру нагреваемой поверхности образца огнезащиты. Подобные исследования показали свою эффективность для различных видов огнезащиты и различных конструкций. Особенно они актуальны при обеспечении рациональной огнезащиты конструкций из полимерных композитов, имеющих относительно низкую термостойкость (80…120 °С), поскольку испытания в огневых печах для них практически не проводились.

Результаты и обсуждение. Проведены испытания нескольких вариантов многослойной огнезащиты на основе материала МБОР-20Ф. Представлены зависимости от времени температуры поверхности защищаемого элемента (пластины из полиуретана размерами 200 × 300 × 20 мм), а также на границе между слоями материала МБОР при воспроизведении стандартного температурного режима. Продемонстрировано, насколько возрастает огнезащитная эффективность при наличии между слоями МБОР огнезащитного клеевого состава ПЛАЗАС. Показано, что такая конструктивная огнезащита применима не только для конструкций из металла. Она позволяет обеспечить высокие показатели огнестойкости и перспективна для защиты конструкций и изделий из полимерных композитов. Результаты термопарных измерений при испытаниях по предлагаемой методике могут быть использованы для оценки величин теплофизических характеристик огнезащитных материалов при высоких температурах, которые в большинстве случаев отсутствуют, но не- обходимы для проведения теплотехнических расчетов. Продемонстрировано, что подобные эксперименты могут проводиться и при температурных режимах нагрева, отличающихся от стандартного (например, при воспроизведении режима горения углеводородного горючего).

Выводы. Эксперименты на стенде лучистого нагрева в сочетании с теплотехническими расчетами позволяют ускорить выбор оптимального варианта огнезащиты и определение ее толщины и в то же время дают возможность сократить до разумного минимума количество дорогостоящих испытаний натурных образцов различных конструкций и изделий с огнезащитой в огневых печах.

Проведен анализ огнезащитных и огнетушащих средств, применяемых для предупреждения и тушения пожаров в природном комплексе. Показано, что в настоящее время отсутствуют атмосферостойкие, экологичные и экономичные средства, способные одновременно прекращать горение древесины и торфа.

Цель и задачи. Разработка экономичного и экологичного синтетического средства, обладающего одновременно огнезащитным и огнетушащим действиями по отношению к природным горючим материалам.

Материалы и методы. Объектом исследования являлись синтетические дисперсии аммонийных фосфатов двух- и трехвалентных металлов и огнезащищенные ими древесина и торф. Исследованы физико-химические свойства продуктов синтеза в сопоставлении с их огнезадерживающей эффективностью. Огнезащитные, огнетушащие и физико-химические свойства синтезированных продуктов определяли с использованием регламентированных ГОСТами методов термического и химического анализа, сканирующей электронной микроскопии и собственных оригинальных методик.

Результаты и их обсуждение. С применением полного факторного эксперимента оптимизирована рецептура синтетического средства «Комплексил», эффективного при тушении и огнезащите древесины и торфа. Одновременно установлен общий для природных горючих материалов доминирующий процесс ингибирования горения — поступление летучих азотсодержащих продуктов в газовую фазу. Определены атмосферостойкие (сохранение огнезащитных свойств на лесных горючих материалах при выпадении 79 мм осадков) и лесоводственно-экологические (улучшение условий минерального питания и роста лесных фитоценозов) свойства состава «Комплексил».

Выводы. Разработан синтетический экономичный состав на основе природного минерального сырья, проявляющий огнезащитную и огнетушащую эффективность при защите лесных горючих материалов и торфа. Проведены испытания разработанного средства при тушении реальных природных пожаров, определена его атмосферостойкость и установлена положительная реакция лесных фитоценозов на применение состава комплексного действия. Использование «Комплексила» позволяет снизить временные затраты и расход огнетушащего средства при тушении природных пожаров, что значительно уменьшает материальный ущерб.

Приведены исторические аспекты развития, теоретические и практические основы применения нанотехнологий и наноматериалов в агропромышленном комплексе. Рассмотрены некоторые природные наноэффекты и виды наноструктур, методы их искусственного получения и исследования, влияние нанотехнологий на энергоэффективность экономики, развитие электронных и навигационных средств в технологиях точного земледелия, а также применение нанотехнологий и наноматериалов в техническом сервисе сельскохозяйственной техники и оборудования.

Предназначено для научных сотрудников, руководителей и специалистов сельского хозяйства, инженерно-технического персонала ремонтных предприятий АПК. Рекомендуется в качестве учебного пособия для студентов вузов.