Спосіб отримання колоїдного розчину нанорозмірного вуглецю

 

Пропонований спосіб отримання стійкого нанорозмірного колоїдного розчину вуглецю відноситься до області нанотехнології.

Отримання та дослідження наноструктурних матеріалів представляє великий інтерес з наукової і прикладної точок зору (унікальні електричні, магнітні, хімічні, механічні властивості, каталітична активність, люмінесцентні св-ва і ін).

Фундаментальний інтерес пов'язаний зі структурними особливостями і фізико-хімічними характеристиками об'єкта (велика кількість вільних вуглецевих зв'язків, компактність структури).

Великий інтерес представляють дослідження таких властивостей наножидкости, як теплопровідність, щільність, в'язкість, провідність, оптичні та магнітні характеристики.

Незвичайні властивості наночастинок - основа для безлічі напрямів прикладного характеру:

- технологія нових матеріалів, фармакологія;

- унікальне джерело електронної польової емісії;

- металеві та напівпровідникові характеристики - мініатюрні електронні прилади;

- поверхнева структура об'єкта дозволяє використовувати його в якості контейнера для рідини і газів, зокрема водню.

Останнім часом значля зменшення коефіцієнтів вторинної емісії металів і діелектриків, вирощуванням алмазних плівок і стекол, отриманням стійких колоїдних розчинів (поглинач сонячної енергії) (Robert Taylor, Sylvain Coulombe, Todd Otanicar, Patrick Phelan, Andrey Gunawan4, Wei Lv4, Gary Rosengarten, Ravi Prasher, and Himanshu Tyagi. Small particles, big impacts: A review of the applications of diverse nanofluids. J. Appl. Phys. 113, 011301 (2013)).

Відомі різні методи (фізичні, хімічні, комбіновані та ін) формування наночастинок:

- електрична дуга,

- імпульсно-періодичний дуга і іскра,

- лазерна абляція в газах і рідинах,

- осадження продуктів хімічних реакцій,

- піроліз в присутності металевих каталізаторів,

- електричний вибух провідників,

- каталітичне перетворення композиційних порошків в пламенах та ін

Однак більшість цих методів тривалі за часом і витрати і складні, як правило, вимагають поділу корисного продукту від домішок. Наноструктури вуглецю являють собою метастабільні стани конденсованого вуглецю, отримання їх можливо тільки в умовах відхилення від термодинамічної рівноваги. Тому великий інтерес являє з'явився останнім часом цілий ряд робіт, в яких для синтезу наночастинок вуглецю, металів і різних композицій використовується і�х фаз вуглецю в результаті атомізації вуглецю в високотемпературному каналі розряду і з подальшим його швидким охолодженням ("гартом").

Метод є перспективним в силу цілого ряду особливостей:

- простота та дешевизна установок і вихідних матеріалів;

- можливість скелинга процесу синтезу;

- можливість отримання наночастинок різного типу;

- наявність рідини навколо плазми обмежує можливість її розширення і сприяє збільшення температури і тиску, що сприяє протіканню екзотермічних хімічних реакцій.

Імпульсний електричний розряд у рідині можна реалізувати двома способами. В одному випадку енергія імпульсу ≥1 кДж, а в другому не перевершує декількох Дж. Перший випадок вимагає досить громіздкого і складного обладнання, реактор відчуває значні ударні навантаження. Крім того, виходять наночастинки від нанорозмірних до мікронних, що вимагає додаткових зусиль по їх розподілу при використанні в різних технологіях. Джерелом вуглецю в такій рідині, як вода є графітові електроди. У разі використання органічної рідини постачальником вуглецю є сама рідина.

Результати досліджень по синтезу наночастинок вуглецю в органічних рідинах, зокрема в етанолі, представлені в роботі (Journal of Physics D: Applied Physics, спосіб, описаний в роботі (Pulsed discharge production of nano - and microparticles in ethanol and their characterization. Parkansky N., Alterkop Ст., Boxman R. L., Goldsmith S., Barkay Z., Lereah Y. Powder Technology. 2005. T. 150. №1. С. 36-41), в якій використовуються імпульсно-дугового розряд в етанолі. В етанол поміщають два електрода (графіт, нікель, вольфрам і ін), частота слідування імпульсів f=100 Гц, струми і напруження I=100-200 A, U=20 В, відповідно, тривалість імпульсу τ=30 мкс, утворюються частинки від нанорозмірних до мікронних.

Недоліком описаного методу є нестійкість колоїдного розчину (досить швидке випадання осаду), широкий розмірний спектр частинок, а також досить складна процедура електричного пробою в етанолі.

Технічним результатом винаходу є простота та дешевизна, можливість отримання наночастинок різного типу. Крім того, слід відзначити наступні переваги запропонованого технічного рішення:

- многоэлектродний високовольтний імпульсний розряд з інжекцією інертного газу в межелектродное простір дозволяє формувати в етанолі устуйчивий наноструктурований колоїдний розчин. Існує певне граничне значення питомої энерговклада (Дж/см3) вище якого колоїдний розчин стійкий, свойипадение осаду і просвітлення рідини;

- при нагріванні розчину до температури кипіння і подальшому охолодженні властивість колоїду не змінюється;

- при проходженні струму через колоїдний розчин (електрофорез) відбувається швидке випадання осаду і просвітлення рідини. Одночасно на позитивному електроді утворюється наноструктурована плівка вуглецю;

- розміри наночастинок залежать від питомої энерговклада. Поблизу порогового значення питомої энерговклада їх розмір становить 5-10 нм, і являють собою разупорядоченний вуглець;

- нанопорошок можна виділити з колоїдного розчину шляхом випаровування або ж в результаті електрофорезу.

Технічний результат досягається тим, що спосіб отримання колоїдного розчину нанорозмірного вуглецю здійснюється таким чином, органічну рідину подають у камеру з електродами, інжектується інертний газ в межелектродное простір, формують високотемпературний плазмовий канал в бульбашках газу, здійснюючи атомізації атомів вуглецю з наступним швидким охолодженням.

При перевищенні питомої энерговклада в рідину порогового значення формують стійкий колоїдний розчин. В якості органічної рідини може бути використаний �од отримання стійкого колоїдного розчину нанорозмірного вуглецю заснований на реалізації імпульсного високовольтного розряду в міхурах інертного газу, інжектованих в органічну рідину (етанол). Як зазначалося вище, особливістю імпульсних розрядів в етанолі є атомізація вуглецю в високотемпературному каналі з наступним різким охолодженням. Використання високовольтного многоэлектродного розрядного пристрою з інжекції газу в межелектродное простір в силу специфічності формування плазмового каналу і його охолодження відкриває нові можливості формування наноструктур, наножидкостей вуглецю.

Використовується діелектрична камера 1, многоэлектродное розрядний пристрій 3 з інжекцією газу в межелектродное простір, розташоване всередині камери, поміщене в етанол 2, який частково заповнює камеру. Камера 1 забезпечена пристроєм для інжекції газу, системою заповнення і прокачування через неї органічної рідини (етанолу). При цьому до розрядному пристрою підключено генератор високовольтних імпульсів 12. Пристрій містить генератор імпульсів 5, пояс Роговського 6, дільник напруги 7, спектрограф 8, оптичний хвилевід 9, патрубки для прокачування рідини 10, патрубок для видалення газу 13.

Пристрій функціонує наступним чином.

В розрядний пристрій 3 через патрубок 4 инжектируетс�ся рідиною так, щоб розрядний пристрій 3 цілком виявилося в ній. До крайніх електродів розрядного пристрою подається високу напругу заданої величини (U≤20 кВ) і частотою проходження імпульсів (f≤100 Гц). У разі експлуатації реактора в проточному режимі патрубки 10 забезпечують необхідний витрата рідини. В бульбашках газу 11, заповнених парами спирту, міжелектродному просторі через отвори 5, виникає імпульсний розряд. У кожному з міжелектродних проміжків формується високотемпературний плазмовий канал тривалістю кілька мкс з наступними параметрами: температура важких частинок T=4000-5000 К, температура електронів Tе=1-1,5 ев, концентрація заряджених частинок n=(2-3)·1017см3діаметр плазмового каналу сотні мікрон. Енергія, вкладається в розряд за один імпульс, ≤2-3 Дж.

В плазмовому каналі відбувається атомізація атомів вуглецю. Після припинення імпульсу струму відбувається швидке розширення плазмового каналу, що призводить до його швидкого охолодження ("гарт") та формування нерівноважних наноструктур вуглецю, тим самим визначаючи характеристики, властивості колоїдного розчину. Характерне час охолодження розрядного каналу - одиниці, десятки мікросекунд. Дім для отримання колоїдного розчину є питома энерговклад в оброблювану рідина. У відсутність проточного режиму питома энерговклад γ визначається наступним чином:

γ=WftV,

W - енергія, вкладена в розряд за один імпульс, f - частота проходження імпульсів, V - об'єм рідини, t - час обробки рідини.

У разі проточного режиму:

λ=WfU,

U - витрата рідини в одиницю часу (см3/з). По мірі збільшення часу обробки рідини (питомої энерговклада) рідина темніє, в результаті утворення наночастинок вуглецю і при перевищенні деякого порогового значення питомої энерговклада утворюється стійкий колоїдний розчин (осад не випадає більше року). При менших значеннях питомої энерговклада протягом доби - двох відбувається випадіння вуглецю на дно посудини, рідина просвітлюється.

Параметри наночастинок досліджувалися різними методами: ВРХ (комбінаційне розсіяння світла), ДРС (динамічне розсіяння світла), рентгенівська дифрактометрия, електронна мікроскопія, элекипения, і подальшому охолодженні розчин залишається стійким. Граничне значення питомої энерговклада залежить від матеріалу електродів.

Елементний склад порошку наночастинок отриманого в результаті випаровування колоїдного розчину виглядає наступним чином: C - 79,05%; O - 19,57%, іншими виявленими елементами є Si; K; Ti; Cr; Fe. Наявність кисню є результатом його адсорбції з повітря.

Результати можуть бути використані для вирішення різних прикладних завдань, зокрема отримання покриттів металу вуглецевої плівкою з метою зменшення коефіцієнта вторинної електронної емісії в технології вирощування алмазних плівок і стекол, для створення елементів, що поглинають сонячне випромінювання і ін

1. Спосіб отримання колоїдного розчину нанорозмірного вуглецю, що характеризується тим, що органічну рідину подають у камеру з електродами, інжектується інертний газ в межелектродное простір, формують високотемпературний плазмовий канал в бульбашках газу, що містять пари органічної рідини, з наступними параметрами: температура важких частинок Т=4000-5000К, температура електронів Те=1-1,5 ев, концентрація заряджених частинок n=(2-3)·1017см3діаметр � тривалістю кілька мкс.

2. Спосіб за п. 1, що характеризується тим, що при перевищенні питомої энерговклада в рідину порогового значення формують стійкий колоїдний розчин.

3. Спосіб за п. 1 або 2, який характеризується тим, що в якості органічної рідини використовують етанол.



 

Схожі патенти:

Спосіб виготовлення герметичних виробів з термостійкого композиційного матеріалу

Винахід може бути використаний при виготовленні герметичних виробів, призначених для роботи в хімічній і хіміко-металургійної промисловості. Спочатку формують каркас з жаростійких волокон, що мають коефіцієнт лінійного термічного розширення, близький до коефіцієнта лінійного термічного розширення компонентів матеріалу матриці. Потім каркас ущільнюють вуглецевмісних матеріалом з утворенням заготовки з пористого вуглецевмісної композиційного матеріалу, просочуючи його керамообразующим сполучною, що є прекурсором нітриду та/або карбіду кремнію. Формують пластикову заготовку при температурі затвердіння сполучного, термообробці її при кінцевій температурі 1300-1600°C, після чого в пори матеріалу вводять вуглець. Потім проводять силіцированіє отриманої заготовки паро-методом рідиннофазної шляхом нагрівання, витримки та охолодження в парах кремнію, для чого здійснюють капілярну конденсацію парів кремнію при 1300-1600°C і тиску в реакторі не більше 36 мм рт.ст. з наступною витримкою при 1600-1700°C протягом 1-2 годин. Після охолодження отримане виріб витягують з установки. Винахід забезпечує підвищення терміну служби герметичних виробів.

Спосіб приготування нанорозмірних графенових пластинок з високою диспергируемостью в низкополярних полімерних матрицях і відповідні полімерні композиції

Винахід може бути використано в хімічній промисловості. Природний або синтетичний графіт або терморасширенний графіт контактує з киснем, озоном при температурі від-30оС до 700°C. Отриманий попередник, представляє собою графітовий матеріал, функционализированний кисневими групами (ФКГ), з молярним співвідношенням вуглець/кисень 8:1 відновлюють хімічними або фізичними засобами. При відновленні хімічними засобами використовують водяний газ, водень, гідразин, метилгидразин. При відновленні фізичними засобами проводять нагрівання щонайменше до 600°C з температурним градієнтом більше 10°C в хвилину. Молярне відношення вуглець/кисень в отриманих нанорозмірних графенових пластинках більш як 20:1. Вспениваемая термопластичная полімерна композиція включає термопластичную полімерну матрицю; 1-10 мас. % по відношенню до полімеру спінюючого агента; 0,004-15 мас. % по відношенню до полімеру отриманих нанорозмірних графенових пластинок, що мають високу електропровідність і диспергованість в неполярних і низкополярних полімерах. 2 н. і 7 з.п. ф-ли, 1 іл., 11 пр.

Спосіб синтезу металлоуглеродного нанокомпозиту feco/c

Винахід відноситься до галузі хімії і нанотехнології. Спочатку готують розчин поліакрилонітрилу (ПАН) і ацетилацетонату Fe(CH3COCH=C(CH3)O)3·6H2O у діметилформаміді при температурі 40°C. Вводять розчин ацетату кобальту Со(СН3СОО)2·4h 2 o у діметилформаміді. Концентрація ПАН становить 5% від маси диметилформамід, заліза 5÷20% і кобальту 5÷20% від маси ПАН. Витримують розчин до повного розчинення всіх компонентів, після чого видаляють диметилформамід шляхом випарювання при температурі 70°C. Отриманий твердий залишок нагрівають за допомогою високоінтенсивного інфрачервоного випромінювання шляхом витримки за 15 хв при температурі 150°C і 200°C, потім 10 хвилин при фінальної температурі 600÷800°C. Нагрівання твердого залишку на всіх етапах ведуть зі швидкістю 20°C/хв при тиску в реакційній камері 10-2÷10-3 мм рт. ст. Отриманий металлоуглеродний нанокомпозит FeCo/C містить наночастинки FeCo з розміром 5-50 нм. Виключається необхідність використання додаткових відновлювальних агентів. 1 табл., 3 іл., 3 пр.

Спосіб поділу фулеренів

Винахід відноситься до хімічної промисловості. Спосіб поділу фулеренів включає розчинення фулеренів в о-ксилолі, високотемпературну обробку отриманого розчину при 70-90°C 60-120 хвилин з отриманням концентрату С60 і розчину, що направляється на низькотемпературну обробку при (-15)÷(-25)°C протягом 10-30 годин. Розділення проводять багатоступінчаста з отриманням на кожній n ступені концентратів С60 і С70 при протиточному русі розчинів і твердої фази високотемпературної обробки. На кожній n ступені проводять кілька етапів високотемпературної обробки. На перший етап високотемпературної обробки кожної n ступеня подають твердий екстракт суміші фулеренів, а на наступні етапи - тверду фазу з попереднього етапу високотемпературної обробки. На низькотемпературну обробку направляють розчин з першого етапу високотемпературної обробки з отриманням концентрату С70 і розчину, що направляється на останній етап високотемпературної обробки. Розчин з наступного етапу високотемпературної обробки направляють в якості оборотного розчину на її попередній етап, а розчин з другого етапу високотемпературної обробки направляють на змішання з твердим экстракѿературной обробки кожної n ступені. Зменшується матеріалоємність, спрощується процес. 1 з.п. ф-ли, 2 іл., 1 табл., 2 пр.

Пристрій для одержання неорганічних матеріалів

Винахід відноситься до пристроїв для одержання неорганічних матеріалів. Пристрій містить робочу камеру 1, що включає джерело високотемпературної іонізованого середовища 2 і джерело інертного газу 4, корпус якої має систему охолодження у вигляді сорочки 8, заповненої холодоагентом, порожнину камери 1 повідомлена з контейнером 3 вихідного неорганічного порошкоподібного матеріалу - кремнію або вуглецю, робоча камера 1 оснащена вакуум-установкою 5, а в порожнині камери 1 розміщений теплообмінник 9 для акумулювання переробляється вихідного матеріалу, з'єднаний з джерелом теплообмінної середовища і закріплений на одній із сторін робочої камери 1, з'єднаної з корпусом за допомогою шарніра 10. Технічним результатом винаходу є отримання матеріалів, що володіють незначним енергоспоживанням при переробці вихідного компонента і високою стійкістю до агресивних середовищ. 1 іл.

Спосіб отримання гібрида графену і вуглецевих нанотрубок

Винахід відноситься до галузі хімії і може бути використане при виготовленні приладів наноелектроніки, оптоелектроніки, сенсорів, фотовольтаїки, а також для зберігання енергії. На ізолюючу підкладку осаджують плівку алюмінію товщиною 1-100 нм, напилюють на неї плівку перехідного металу, наприклад, Fe, Co або Ni, товщиною 0,1-10 нм, отжигают на повітрі при температурі 200-950°С протягом 0,1-10 хв, нагрівають до температури 700-1000°С в реакторі, откачанном до тиску 10-4-10-10 Торр. Потім проводять послідовно напуск вуглецевмісної газу до тиску 1-10-4 Торр і відкачування реактора через 1-30 секунд з одночасним охолодженням до кімнатної температури із швидкістю 1-100°С/хв. Винахід дозволяє отримувати плівки гібрида графену і вуглецевих нанотрубок заданої конфігурації в заздалегідь визначених місцях простим і технологічним способом. 4 з.п. ф-ли, 5 іл., 5 пр.

Спосіб отримання водних нанодисперсий фулерену

Винахід може бути використано в хімічній промисловості, косметиці і медицині при виготовленні косметичних засобів, ліків, антиоксидантів, протимікробних засобів, радіопротекторів, сполук для доставки генного матеріалу. Водну нанодисперсию фулерену отримують розчиненням кристалів фулериту C60 N-метилпирролидоне. Отриманий розчин змішують з водою і стабілізатором, в якості якого використовують амінокислоту, моносахарид, пептид, полівінілпіролідон або гліцерин. Потім проводять діаліз отриманої суміші. Після діалізу розчин можна концентрувати, наприклад, шляхом упарювання у вакуумі. Спрощується процес за рахунок виключення попереднього подрібнення кристалів фулерену, ультразвукової обробки, нагрівання. Процес безпечний за рахунок виключення токсичних розчинників. 1 з.п. ф-ли, 26 іл., 4 пр.
Винахід відноситься до хімічної промисловості і може бути використане при отриманні стабільних дисперсій в органічних розчинниках і виготовленні полімерних композитів. Вуглецеві наноматеріали - нанотрубки або графен, частки яких містять на поверхні гідроксильні та/або карбоксильні групи, модифікують обробкою розчином, що містить триетаноламін-титанат і похідні жирної кислоти - триетаноламін-стеарат або триетаноламін-пальмітат. Молярне відношення зазначеного похідного жирної кислоти до титану беруть від 1:1 до 3:1, а масове відношення зазначеного похідного жирної кислоти і сполук титану у перерахунку на діоксид титану до нанотрубок або графену беруть від 0,75:1 до 2:1. Отриману суспензію обробляють вуглекислим газом до коагуляції системи, а потім промивають осад водою. Отриманий модифікований вуглецевий наноматеріал добре диспергується у неполярних середовищах без використання ультразвуку. 1 з.п. ф-ли, 1 табл., 9 пр.

Нанокомпозит на основі азотовмісних вуглецевих нанотрубок з інкапсульованими частками кобальту і нікелю та спосіб його одержання

Винахід відноситься до галузі хімічної технології одержання композиційних вуглець-металевих матеріалів і може бути використане при виготовленні каталізаторів, сорбентів, наповнювачів полімерів, фармацевтичних препаратів, нерухомих хроматографічних фаз. Нанокомпозитний матеріал складається з атомів вуглецю, азоту та інкапсульованих в структуру, утворену цими атомами, наночастинок нікелю або кобальту. Атоми вуглецю утворюють конічні багатостінні вуглецеві нанотрубки, а атоми азоту локалізуються на кінцівках площин або в місцях структурних дефектів. Наночастки металу знаходяться на кінцях нанотрубок, в приповерхневих шарах, формуючи структурні дефекти, а також всередині каналу. Спосіб приготування матеріалу полягає в інжекції розчину хлоридів, ацетатів або ацетилацетонатів кобальту або нікелю в толуолі або бензолі в суміші з етанолом з додаванням три метиламіну або тетраметилэтилендиамина у високотемпературний герметичний реактор при температурі 580-600 °С, продувається азотом. Винахід дозволяє спростити процес, зменшити енерговитрати та підвищити безпеку виробництва. 2 н. п. ф-ли, 9 іл.

Порожнисті вуглецеві наночастинки, вуглецевий наноматеріал та спосіб його одержання

Група винаходів відноситься до області нанотехнологій, зокрема до технологій одержання вуглецевих наноструктур та наноматеріалів для застосування в якості підкладок для нанесених каталізаторів, високоміцних наповнювачів, і стосується порожнистих вуглецевих наночастинок, вуглецевого наноматеріалу та способу його одержання. Вуглецева наночастинок має середній розмір не менше 5 нм і включає центральну внутрішню порожнину і зовнішню замкнуту оболонку, що охоплює внутрішню порожнину з усіх сторін. При цьому зовнішня оболонка складається із, щонайменше, декількох окремих вуглецевих шарів. Вуглецевий матеріал містить суміш порожнистих вуглецевих наночастинок, що включають центральну внутрішню порожнину і зовнішню замкнуту оболонку, що охоплює внутрішню порожнину з усіх сторін. При цьому зовнішня оболонка складається із, щонайменше, декількох окремих вуглецевих шарів, і одностінних і двостінних вуглецевих нанотрубок. Спосіб отримання вуглецевого матеріалу, що складається із суміші порожнистих вуглецевих наночастинок, і одностінних і двостінних вуглецевих нанотрубок, включає каталітичне розкладання вуглеводнів при температурі 600-1200°C з отриманням суміші вуглецевих наночастинок, яку відокремлюють від газообивает отримання нових вуглецевих наночастинок та наноматеріалів, володіють високою міцністю при низькій вазі, які можуть використовуватися для створення нових композитних легенів і високоміцних матеріалів. 3 н. і 1 з.п. ф-ли, 2 іл., 3 пр.

Спосіб неперервного отримання графенов

Винахід відноситься до області нанотехнологій і може бути використано для отримання композиційних матеріалів з високою електро - і теплопровідністю, добавок у бетони та кераміку, сорбентів, каталізаторів. Вуглецевмісний матеріал випаровують у об'ємної термічної плазмі і конденсують на поверхні мішені 9 і внутрішньої поверхні колектора 7. Використовують плазмотрон 3, що включає співвісно розташовані електроди: стрижневий катод 4 і вихідний анод 5, що має форму сопла. Газоподібний вуглецевмісний матеріал 6 подають з плазмоутворюючого газу через вихрову камеру з каналами 2 і вибирають із групи, що складається з метану, пропану, бутану. Дно колектора виконано з отвором 8 для проходу газового потоку. Винахід дозволяє знизити енергоємність процесу, розширити види використовуваного вуглеводневої сировини, спростити конструкцію пристрою і забезпечити безперервність процесу та його високу продуктивність. 2 іл., 3 пр.

Спосіб отримання композитного матеріалу на основі вуглецю і композитний матеріал

Винахід може бути використано в ракетно-космічній і авіаційній галузях, при металообробці, обробці природних і штучних каменів, твердих і надтвердих матеріалів. Спосіб отримання композитного матеріалу включає вплив на суміш вуглецьвмісного матеріалу, наповнювача і серосодержащего з'єднання тиском 0,1-20 ГПа і температурі 600-2000оС. Як серосодержащего з'єднання використовують сірковуглець, з'єднання з групи меркаптанів або продукт його взаємодії з елементарною сіркою. Як вуглецьвмісного матеріалу використовують молекулярний фулерен С60 або фуллеренсодержащую сажу. В якості наповнювача використовують вуглецеві волокна, або алмаз, або нітриди, або карбіди, або бориди, або оксиди в кількості від 1 до 99 масових % від ваги вуглецьвмісного матеріалу. Отриманий композитний матеріал може бути використаний для виготовлення виробів з характерним розміром 1-100 см і характеризується високою міцністю, низькою щільністю, твердістю не менше 10 ГПа і високою жаростійкістю на повітрі. 2 н. і 9 з.п. ф-ли, 3 іл., 11 пр.

Спосіб отримання наноструктурованої карбідокремнієвому кераміки

Винахід відноситься до неорганічної хімії, а саме до отримання карбидокремниевих матеріалів і виробів, і може бути застосовано в якості теплозахисних, хімічно і эрозионностойких матеріалів, використовуваних при створенні авіаційної і ракетної техніки, носіїв з розвиненою поверхнею каталізаторів гетерогенного каталізу, матеріалів хімічної сенсорики, фільтрів для фільтрування потоків розпечених газів і розплавів, а також в технології атомної енергетики. Для отримання наноструктурованої кераміки SiC готують розчин в органічному розчиннику фенолформальдегідної смоли з масовим вмістом вуглецю від 5 до 40% з тетраэтоксисиланом з концентрацією від 1·10-3 до 2 моль/л і кислотним каталізатором гідролізу тетраетоксисилану; проводять гідроліз тетраетоксисилану при температурі 0÷95°C гідроліз розчинами, що містять воду та/або органічний розчинник, з утворенням гелю. Отриманий гель сушать при температурі 0÷250°C і тиску 1·10-4÷1 атм до припинення зміни маси, після чого здійснюють карбонізацію при температурі від 400 до 1000°с протягом 0,5÷12 годин в інертній атмосфері або при зниженому тиску з утворенням високодисперсної стартовою суміші SiO2-C, з дещо від 3 до 120 хв в умовах динамічного вакууму або в інертному середовищі. Надлишковий вуглець випалюють на повітрі при температурах 350÷800°C. Технічний результат винаходу - отримання наноструктурованої карбідокремнієвому пористої кераміки без сторонніх фаз. 3 з.п. ф-ли, 4 іл., 3 пр.

Спосіб отримання субмикронной біфазної кераміки на основі трикальційфосфату і гідроксиапатиту

Винахід відноситься до галузі медицини і може бути використане в травматології та ортопедії, щелепно-лицевої хірургії і хірургічної стоматології для лікування дефектів кісткової тканини і в якості матеріалу-носія лікарських засобів. Запропоновано спосіб отримання субмикронной біфазної кераміки на основі трикальційфосфату і гідроксиапатиту, що включає синтез однофазного порошку з розчинів солі кальцію гідрофосфату амонію, дезагрегацію, формування і випалення. Згідно винаходу в якості солі кальцію використовують ацетат кальцію у вигляді водного розчину з концентрацією 1М - 2М при співвідношенні Ca/P вихідних солей в інтервалі 1,5-1,6. Синтез проводять, одномоментно доливаючи водний розчин гідрофосфату амонію до водного розчину ацетату кальцію з наступним перемішуванням зазначених розчинів в протягом 10-20 хвилин, після чого відокремлюють осад. Вироби обпалюють в інтервалі 1050-1150°C з витримкою при цій температурі протягом 0,5-1,5 годин. Отримана кераміка містить фази β-трикальційфосфату і гідроксиапатиту, розмір зерен складає 400-600 нм. Технічний результат винаходу - отримання субмикронной біфазної кераміки з однорідною мікроструктурою. 2 іл., 1 табл., 1 пр.

Спосіб формування образного зображення поверхні нанообъекта в скануючому тунельному мікроскопі

Винахід відноситься до області формування в цифровому вигляді образного зображення поверхні нанообъекта в скануючому тунельному мікроскопі. Під подібним зображенням нанообъекта розуміється його топографія, що відрізняється від істинної, але зберігає відмінні ознаки. Спосіб формування образного зображення поверхні нанообъекта в скануючому тунельному мікроскопі полягає в тому, що поверхню досліджуваного речовини сканують металевою голкою в режимі постійного струму, для чого в кожній точці сканування виробляють вертикальне переміщення голки щодо досліджуваної поверхні так, щоб тунельний струм в кожній точці сканування дорівнював величині тунельного струму в першій точці сканування. Дані про мікроструктурі поверхні досліджуваного речовини отримують, реєструючи переміщення голки. З експериментальної топографії поверхні з нанооб'єктами на підкладці віднімають площину, паралельну поверхні підкладки, яка вище вихідних шорсткостей підкладки, але нижче поперечного радіусу нанообъекта. Отримане зображення нанообъекта масштабують шляхом множення на коефіцієнт більше одиниці. Технічний результат - підвищення избиратполимерних молекул, можливість використовувати спосіб для визначення їх фрагментарною послідовності. 2 з.п. ф-ли, 2 іл.

Пристрій визначення спектру розмірів зважених наночастинок

Винахід відноситься до області техніки, а саме автоматизації вимірювань при аналізі зважених наночастинок у газах. Для цього використовують пристрій для визначення спектру розмірів зважених наночастинок в газах, що містить розміщені по ходу аналізованого потоку газу вхідна сопло з каналами подачі; дифузійні батареї сітчастого типу для пропускання аерозольних частинок певного розміру; укрупняющее пристрій конденсаторного зростання; лічильний обсяг; вакуумний насос; температурні датчики, нагрівач, охолоджувач і мікроконтроллер для управління процесами нагрівання і охолодження в укрупняющем пристрої конденсаторного зростання; оптичну систему, що включає імпульсний джерело випромінювання, освітлювач і об'єктиви для фокусування оптичного випромінювання в області рахункового об'єму потоку частинок і формування зображення на матриці ПЗС; аналогово-цифровий перетворювач і ЕОМ для керування мікроконтролером термостатування, ваккумним насосом і обробки шести зображень укрупнених частинок для аналізу спектру їх розмірів. Пристрій дозволяє проводити обробку на ЕОМ одночасно шести зображень укрупнених частинок, що характеризують різні розмірні п�

Спосіб кількісної оцінки хімічно зв'язаного органічної речовини з наноалмазом

Винахід відноситься до галузі медицини, а саме до фармацевтичної технології, і стосується способу кількісної оцінки хімічно пов'язаних органічних речовин, перш за все, біологічно активних і лікарських речовин, з поверхнею наноалмаза в його конъюгате. Спосіб грунтується на використанні методу кількісної ІЧ-спектроскопії кон'югату та модельних сумішей визначуваного органічного речовини з наноалмазом. Будують калібрувальні криві залежності «інтенсивність сигналу в ІЧ-спектрі від кількості органічної речовини» в модельній суміші, за якими визначають його зміст в конъюгате. 3 табл., 5 іл., 1 пр.

Нанокристали кальципотриола моногидрита

Винахід відноситься до області фармацевтики і являє собою суспензію для лікування псоріазу, що включає кальципотриол моногідрату у формі нанокристалів з розподілом розміру частинок в діапазоні 200-600 нм, які дисперговані у водній фазі, що включає неіонні, полімерне ПАР, обраний із групи, що складається з ПАР у вигляді полоксамеров або полисорбатов, в кількості 0,01-5 мас.% у розрахунку на суспензію для запобігання утворення агрегатів та/або зростання кристалів нанокристалів кальципотриола моногідрату, причому нанокристали кальципотриола моногідрату отримані в суспензії шляхом обробки суспензії способом, включає стадії зменшення розмірів частинок кристалічного кальципотриола моногідрату у водній фазі з утворенням мікрочастинок з розподілом розміру частинок в діапазоні приблизно 5-20 мкм і середнім розміром частинок близько 10 мкм та впливу на суспензію трьох циклів гомогенізації під високим тиском, кожен протягом 7-15 хвилин, причому на першому, другому та третьому циклах тиск становить 300-800 бар, 800-1200 бар і 1200-1700 бар відповідно. Винахід забезпечує створення місцевої композиції, що включає кальципотриол як активного агента, але не содержащ�

Електрохімічний роботизований комплекс для формування нанорозмірних покриттів

Винахід відноситься до електрохімічної установці для формування нанорозмірного покриття і може бути використано в напівпровідникової та електронної промисловості. Установка містить комп'ютер, контролер і маніпулятор 1, встановлений на стійці 2 з можливістю обертання навколо вертикальної осі і з держателем 3 оброблюваного зразка 4. Навколо стійки маніпулятора 1 розташовані електрохімічні комірки 5 з електродами, з'єднаними з одним полюсом джерела струму. Занурюваний в електрохімічні комірки зразок 4 з'єднаний з іншим полюсом джерела струму. Тримач 3 встановлений з можливістю переміщення щодо маніпулятора 1, при якому зразок 4 в крайньому нижньому положенні держателя 3 розміщується в одній з електрохімічних комірок. Одна з електрохімічних комірок виконана у вигляді вимірювальної комірки 7 для контролю параметрів оброблюваного зразка 4. Установка забезпечена трубчастою піччю 8 для термообробки зразка. Забезпечується можливість визначення і завдання необхідних параметрів одержуваного наноматеріалу за абсолютною величиною і умов їх зміни. 4 іл.

Оптичний пасивний затвор

Винахід відноситься до оптичної та оптоелектронної техніки, а саме до пристроїв запобігання фоточутливих елементів оптичних та оптоелектронних систем від руйнівного впливу потужного випромінювання. Оптичний пасивний затвор містить локально плавящуюся або испаряющуюся випромінюванням дзеркальну металеву плівку, располагаемую у фокальній області об'єктива і закріплюється за допомогою прозорої підкладки. З боку опромінення затвор містить шар прозорого рідкого або твердого золя з наночастинками з розмірами менше довжини хвилі випромінювання. Дзеркальна плівка розташована на підкладці з боку опромінення або протилежної сторони. Технічний результат - забезпечення зниженого порога спрацьовування затвора. 4 іл.

Спосіб неперервного отримання графенов

Винахід відноситься до області нанотехнологій і може бути використано для отримання композиційних матеріалів з високою електро - і теплопровідністю, добавок у бетони та кераміку, сорбентів, каталізаторів. Вуглецевмісний матеріал випаровують у об'ємної термічної плазмі і конденсують на поверхні мішені 9 і внутрішньої поверхні колектора 7. Використовують плазмотрон 3, що включає співвісно розташовані електроди: стрижневий катод 4 і вихідний анод 5, що має форму сопла. Газоподібний вуглецевмісний матеріал 6 подають з плазмоутворюючого газу через вихрову камеру з каналами 2 і вибирають із групи, що складається з метану, пропану, бутану. Дно колектора виконано з отвором 8 для проходу газового потоку. Винахід дозволяє знизити енергоємність процесу, розширити види використовуваного вуглеводневої сировини, спростити конструкцію пристрою і забезпечити безперервність процесу та його високу продуктивність. 2 іл., 3 пр.
Up!