Физика и химия приборостроения. Рубрика в журнале - Научное приборостроение

РЕГУЛИРОВАНИЕ ГИДРОФИЛЬНО-ГИДРОФОБНЫХ СВОЙСТВ ПОВЕРХНОСТИ КРЕМНИЕВЫХ ПЛАСТИН

В. Е. Курочкин, С. В. Мякин, Н. А. Бубис, Л. М. Кузнецов, А. Ю. Шмыков

Статья

Продемонстрирована возможность регулирования гидрофильно-гидрофобных свойств поверхности кремниевых пластин в широких пределах посредством обработки плавиковой кислотой, кислотой Каро и растворами пероксида водорода различной концентрации. Методом измерения краевых углов смачивания и расчета полной, полярной и дисперсионной составляющих поверхностной энергии установлено, что наибольшая гидрофилизация поверхности и увеличение поверхностной энергии кремния достигается при обработке его поверхности кислотой Каро, в то время как при последовательной обработке кислотой Каро и плавиковой кислотой наблюдается максимальная гидрофобизация и снижение поверхностной энергии.

Бесплатно

Разработка металл-хелатного сорбента на основе стеарата никеля (II)

Шрейнер Екатерина Владимировна, Кельциева О.А., Шустов В.Э., Суходолов Н.Г., Шиловских В.В., Ширкин А.Ю., Александрова М.Л., Жаковская З.А., Подольская Е.П.

Статья научная

Работа посвящена получению и охарактеризации нового металл-хелатного сорбента на основе стеарата никеля(II). Показано, что данные структуры обладают необходимыми поверхностными и сорбционными свойствами для их использования при проведении пробоподготовки соединений, содержащих в своем составе различные активные гетероатомы (фосфор и хлорсодержащие пестициды).

Бесплатно

Расчет из первых принципов оптимальной толщины поглотителя в мёссбауэровской спектроскопии

Гребенюк А.В., Иркаев Собир Муллоевич, Панчук В.В., Семенов В.Г.

Статья научная

Предложена методика численного определения оптимальной толщины исследуемого поглотителя на основе прямого вычисления интеграла пропускания. Она позволяет получать заданное отношение сигнал/шум за минимальное время. Отмечено влияние матрицы на величину оптимальной толщины поглотителя. Полученные теоретические результаты находятся в хорошем согласии с экспериментальными данными, что подтверждает корректность предлагаемого подхода.

Бесплатно

Расширение возможностей резонансного детектирования в мессбауэровской спектроскопии

Панчук В.В., Иркаев Собир Муллоевич, Семенов В.Г.

Статья научная

В данной работе предложено аппаратурное решение схемы мессбауэровского спектрометра с двойной синхронизированной системой доплеровской модуляции, обеспечивающей компенсацию энергетических сдвигов резонансных линий источника мессбауэровского излучения, и конвертора для расширения возможностей резонансного детектирования. Предложенная схема позволяет не ограничиваться выбором резонансной пары источник-конвертор и дает возможность выбирать различные химические соединения для материала резонансного конвертора с максимальным содержанием резонансного изотопа. Такое решение приводит к росту качества спектра, увеличению разрешающей способности и уменьшению времени анализа. Экспериментально продемонстрировано влияние сдвига источник-конвертор на регистрируемый мессбауэровский спектр.

Бесплатно

Режимы течения газожидкостной смеси в каналах микрофлюидных устройств при использовании смесителей (диспергаторов) соосного и соосно-сферического типов

Абиев Руфат Шовкетович, Светлов С.Д.

Статья научная

В статье описаны результаты экспериментального исследования гидродинамических режимов работы микромасштабных смесителей-диспергаторов соосного и соосно-сферического типов. Построены карты режимов течений в канале диаметром 2 мм, оснащенном такими смесителями. Показано, что учет геометрии соосно-сферического смесителя позволяет совместить линии перехода режимов с таковыми для соосного смесителя. Полученные результаты сопоставлены с имеющимися данными исследований классических смесителей.

Бесплатно

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕНДЕНЦИИ В РАЗВИТИИ СЕНСОРОВ ДОВЗРЫВООПАСНЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ ГОРЮЧИХ ГАЗОВ И ПАРОВ ГОРЮЧИХ ЖИДКОСТЕЙ (КРАТКИЙ ОБЗОР)

А. М. Баранов, Т. В. Осипова

Статья научная

В данной работе представлен краткий обзор современных тенденций в развитии технологий изготовления сенсоров довзрывоопасных концентраций горючих газов и паров горючих жидкостей. Обсуждаются различные типы газовых сенсоров, включая термокаталитический, полупроводниковый и оптический типы, а также принципы их работы. Выделены преимущества и недостатки каждого типа газового сенсора. Обсуждаются новые и традиционные технологии изготовления чувствительных элементов, обеспечивающие улучшение параметров сенсоров, таких как технологичность, миниатюризация и уменьшение энергопотребления. В заключение обзора анализируются тенденции и перспективы разработки и исследования для повышения чувствительности и селективности сенсоров.

Бесплатно

Свободная конвекция. Учет некоторых физических особенностей при моделировании конвективных течений с помощью вычислительных пакетов

Шарфарец Е.Б., Шарфарец Борис Пинкусович

Статья научная

В работе освещены особенности динамики конвективных течений, вызванных действием силы тяжести и градиентов температуры; приведена математическая модель, описывающая их поведение, а также условие механического равновесия жидкости при нагреве; условия возникновения устойчивого и неустойчивого конвективных течений. Приведены законы подобия для свободной конвекции и теплопередачи. Представленные результаты позволяют существенно повысить эффективность численного моделирования с целью получения рекомендаций к синтезу нужных для создания приборов устойчивых конвективных течений путем вариации геометрии задачи, распределения градиентов управляющего температурного поля и параметров рабочей жидкости.

Бесплатно

Синтез оксида никеля методом микроволнового синтеза и исследование его поверхностных свойств

Колоницкий П.Д., Шустов Виктор Эдуардович, Мозгушин И.А., Подольская Е.П.

Статья научная

Работа посвящена синтезу частиц NiO методом микроволнового синтеза, исследованию их структуры, размеров и определению их удельной поверхности. Показано, что в результате синтеза образуются сферические частицы со средними размерами 200 нм. Фазовый состав соответствует оксиду никеля (II), удельная поверхность составляет 31 ± 3 м 2/г, а общий объем пор - 8·10 -2 см 3/г.

Бесплатно

Спектральные характеристики одночастотного режима работы лазерных диодов

Дворцов Денис Валерьевич, Парфенов Владимир Александрович

Статья научная

Работа посвящена исследованию одночастотного режима работы лазерных диодов с длиной волны излучения 635 и 655 нм. Экспериментально исследованы вопросы, касающиеся спектральных характеристик работы лазера. Они включают контроль наличия одночастотного режима, измерение межмодового расстояния, наблюдение перестройки частоты генерации с температурой, измерение уходов среднего значения частоты генерации во времени.

Бесплатно

Сравнение размеров и магнитных моментов наночастиц магнетита в порошке и в коллоидном растворе, изготовленных методом химической конденсации (краткое сообщение)

Жерновой Александр Иванович, Дьяченко С.В.

Краткое сообщение

В работе получены кривые намагничивания порошка и коллоидного раствора в воде наночастиц магнетита, изготовленных в одном и том же цикле химического осаждения, измерен также удельный вес и рентгеновский спектр порошка. Исследования показали, что объем частиц порошка в 2.88 раза больше, чем объем наночастиц коллоидного раствора. Следовательно, наночастица порошка состоит из 2-3 однодоменных наночастиц коллоидного раствора. Однако магнитный момент наночастицы порошка при насыщении намагниченности только в 1.44 раза больше магнитного момента однодоменной наночастицы коллоидного раствора. Это можно объяснить тем, что составляющие частицу порошка однодоменные наночастицы даже при насыщении намагниченности имеют непараллельные друг другу ориентации магнитных моментов.

Бесплатно

Стеклянно-полимерные микрофлюидные чипы для электрофоретического разделения биомолекул

Буляница А.Л., Посмитная Яна Станиславовна, Рудницкая Г.Е., Лукашенко Т.А., Цымбалов А.И., Евстрапов А.А.

Статья научная

Приведены результаты работ по созданию прототипа стеклянно-полимерного микрофлюидного чипа для экспресс-анализа биомолекул методом электрофореза. В качестве основного материала использован полидиметилсилоксан Sylgard 184, в котором методом "мягкой" литографии сформирована сеть микроканалов. Обсуждаются результаты, полученные при разных способах физико-химической обработки рабочих поверхностей каналов микрофлюидного чипа, оценивается влияние способов обработки на электроосмотический поток. Микрофлюидные чипы протестированы при электрофоретическом разделении смеси олигонуклеотидов 10, 20, 30, 40 и 50 оснований. На основе анализа электрофореграмм предложены модели информационных сигналов (пиков) и помех, проверены базовые теоретические положения, определяющие механизм конвективно-диффузионного переноса компонентов смеси.

Бесплатно

Физико-химические методы модификации поверхности полиметилметакрилата для микрофлюидных чипов

Рудницкая Г.Е., Лукашенко Т.А., Посмитная Я.С., Тупик А.Н., Евстрапов Анатолий Александрович

Статья научная

Одним из наиболее распространенных полимерных материалов, применяемых для создания микрофлюидных чипов, является полиметилметакрилат. Хотя этот полимер обладает требуемыми физико-химическими свойствами для решения многих прикладных задач в аналитической химии, медицине, биотехнологии, но его гидрофобность и отсутствие реакционно-способных групп на поверхности приводит к необходимости модификации. В работе представлены результаты исследований химических и физических методов обработки полиметилметакрилата с целью улучшения смачивания поверхности и создания условий для последующей организации функциональных групп.

Бесплатно

ХАРАКТЕРИСТИКИ БЕССЕТОЧНОГО ДВУХЭЛЕКТРОДНОГО ИОННОГО ЗАТВОРА ПРИ АТМОСФЕРНОМ ДАВЛЕНИИ

И. В. Курнин, Н. В. Краснов, А. Г. Черепанов, А. Н. Арсеньев, М. Н. Краснов, Е. П. Подольская

Статья

В качестве ионного затвора для формирования короткого ионного импульса в ион-дрейфовом спектрометре предложена бессеточная двухдиафрагменная конструкция. Экспериментально показано, что в зависимости от геометрических и электрических параметров затвора существуют оптимальные длительность электрического импульса (открытия затвора) и напряженность электрического поля в системе электростатической транспортировки, которые обеспечивают максимальную амплитуду ионного импульса.

Бесплатно

Экспериментальное определение коэффициентов гидравлического сопротивления рабочих ячеек установок вакуумной сепарации

Пугачук Александр Сергеевич, Борисов Ю.А., Чернышев А.В.

Статья научная

Рассматривается проблема моделирования рабочих процессов в установках пробоподготовки. Для моделирования рабочих процессов необходимы значения гидравлических сопротивлений пористых тел ячеек, которые определяются с помощью экспериментального исследования течения рабочей среды через ячейки с сорбентом установки вакуумной сепарации. Представлена методика проведения эксперимента, снижающая влияние сорбции на рабочие процессы в установках вакуумной сепарации и позволяющая определить начальные значения гидравлических сопротивлений ячеек. Определены начальные гидравлические сопротивления рабочих ячеек установки вакуумной сепарации ДНК. Полученные экспериментальные данные могут быть использованы для создания математической модели рабочих процессов, позволяющей разрабатывать высокоэффективное оборудование для вакуумной сепарации.

Бесплатно